WO2006112501A1

WO2006112501A1 - 二次電池の保護回路、電池パック、及び感熱保護スイッチ装置

Info

Publication number: WO2006112501A1
Application number: PCT/JP2006/308306
Authority: WO
Inventors: Iichiro Mori
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2006-10-26
Also published as: US7952330B2; US20080116851A1

Abstract

　簡素な回路で二次電池を過剰な充電や過大な放電電流から保護することができる保護回路を提供する。二次電池（６）を接続するための接続端子（Ｔ３）と、二次電池（６）を充電する充電装置及び／又は二次電池（６）からの放電電流により駆動される負荷機器を接続するための接続端子（Ｔ１）と、接続端子（Ｔ１）及び接続端子（Ｔ３）の間に介設され、予め設定された所定の温度を超えた場合にオフするバイメタルスイッチ（ＳＷ１）と、バイメタルスイッチ（ＳＷ１）を加熱するためのヒータ（Ｒ２）と、二次電池（６）により接続端子（Ｔ３）に印加された電圧が、予め設定された基準電圧を超えた場合にヒータ（Ｒ２）を発熱させてバイメタルスイッチ（ＳＷ１）をオフさせる集積回路（ＩＣ１）とを備えた。

Description

明細書

二次電池の保護回路、電池パック、及び感熱保護スィッチ装置

技術分野

[0001] 本発明は、二次電池を過剰な充電や過大な放電電流から保護する保護回路、感熱保護スィッチ装置、及びこれらを備えた電池パックに関する。

背景技術

[0002] 図 51は、背景技術に係る電池パックの構成を示す回路図である。図 51に示す電池パック 1001は、保護回路 1002と、二次電池 1003とを備えている。二次電池 100 3は、例えばリチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池、あるいはニッケルカドミウム二次電池等の充電可能な二次電池である。このような二次電池は、過剰に充電されたり放電電流が過大になったりすると、サイクル寿命等の特性が劣化したり、電池の膨張や変形等を招いたりする場合がある。そこで、電池パック 1001は、二次電池 1003を過剰な充電や、過大な放電電流から保護する保護回路 1002を備えている（例えば、特許文献 1、特許文献 2参照)。

[0003] 保護回路 1002は、外部接続端子 1004, 1005と、 FET (Field Effect Transistor) 1 006, 1007と、基準電圧源 1008, 1009と、コンノレータ 1010, 1111と、抵抗 111 2と、論理回路 1013とを備えている。

[0004] 外部接続端子 1004, 1005は、二次電池 1003を充電するための充電装置を接続したり、二次電池 1003からの放電電流により駆動される携帯電話機やデジタルカメラ等のモパイル機器、電動工具、ロボット、電動自転車等の駆動用電源を接続したりするための接続端子である。そして、外部接続端子 1004と、二次電池 1003と、 FE T1006と、 FET1007と、外部接続端子 1005とが直列に接続されている。

[0005] FET1006は、寄生ダイオードのアノードが二次電池 1003側になる方向にされており、 FET1007は、寄生ダイオードのアノードが外部接続端子 1005側になる方向にされている。そして、 FET1006は、二次電池 1003の放電電流が過大になった場合に放電電流を遮断する過放電保護用のスィッチとして用いられ、 FET1007は、二次電池 1003が過充電になった場合に充電電流を遮断する過充電保護用のスィッチとして用いられる。

[0006] また、二次電池 1003の正極端子がコンパレータ 1010の +端子に印加され、基準電圧源 1008から出力された基準電圧 Vreflがコンパレータ 1010の—端子に印加され、コンパレータ 1010の出力端子が論理回路 1013に接続されている。基準電圧 Vr eflとしては、二次電池 1003の過充電を検出するための電圧が設定されている。そして、コンパレータ 1010は、外部接続端子 1004, 1005に接続された図略の充電装置によって二次電池 1003が充電され、二次電池 1003の端子電圧が基準電圧 Vref 1を超えると、過充電を示す検知信号を論理回路 1013へ出力する。

[0007] また、 FET1006と FET1007との接続点が、抵抗 1112を介してコンパレータ 111 1の一端子に接続され、基準電圧源 1009から出力された基準電圧 Vref 2がコンパレータ 1111の +端子に印加されている。これにより、二次電池 1003からの放電電流が FET1006を流れ、 FET1006のオン抵抗により生じた電圧降下が抵抗 1112を介してコンパレータ 1111の—端子へ印加される。また、基準電圧 Vref 2は、例えば二次電池 1003の特性劣化を招かない範囲での最大の放電電流力FET1006を流れた場合に FET1006のオン抵抗で生じる電圧降下に相当する電圧が設定されている

[0008] そして、コンパレータ 1111は、例えば外部接続端子 1004, 1005が、金属片に接触したり、外部接続端子 1004, 1005に接続された負荷機器が故障したりすること等によって短絡し、二次電池 1003から過大な放電電流が流れると、 FET1006における電圧降下の上昇を検知して、過電流の放電を示す検知信号を論理回路 1013へ出力する。

[0009] 論理回路 1013は、コンパレータ 1010から過充電を示す検知信号が出力されると、二次電池 1003の充電を停止させるベく FET1007をオフさせ、コンパレータ 1111から過電流の放電を示す検知信号が出力されると、二次電池 1003の放電を停止させるべく FET1006をオフさせる。これにより、保護回路 1002は、二次電池 1003を、過剰な充電や過電流の放電から保護するようになって！/ヽる。

[0010] また、このように二次電池を過剰な充電や、過電流の放電から保護する保護回路としては、図 52に示す電池パック 1021のように、二次電池 1022とバイメタルスィッチ 1 023とを直列に接続し、例えば外部接続端子 1024, 1025に接続された充電装置 1 026が故障した場合等、充電が過剰となって二次電池 1022が発熱したりバイメタルスィッチ 1023が自己発熱したりすることによって、バイメタルスィッチ 1023が加熱されると、バイメタルスィッチ 1023がオフして充電電流を遮断し、二次電池 1022を保護するようにしたものが知られて、る。

[0011] また、図 53に示す電池パック 1031のように、所定の温度を超えた場合にオフするサーミスタである PTC (Positive Temperature Coefficient)素子である PTC素子 1032 を用いて、二次電池 1033と PTC素子 1032とを直列に接続し、例えば外部接続端子 1034, 1035に接続された充電装置 1036が故障した場合等、充電が過剰となつて二次電池 1033が発熱したり PTC素子 1032が自己発熱したりすることによって、 P TC素子 1032が加熱されると、 PTC素子 1032がオフして充電電流を遮断し、二次電池 1033を保護するようにしたものが知られて!/、る。

[0012] 図 54は、背景技術に係る電池パックの他の構成を示す回路図である。図 54に示す電池パック 1141は、例えば電動工具、電動自転車、あるいはロボット等、大きな負荷電流、例えば 100A(lkW)を流す電気機器に用いられる電池パックである。電池パック 1141は、保護回路 1142と、二次電池 1143〜1146とを備えて! /、る。二次電池 1 143〜1146は、電池パック 1001における二次電池 1003と同様の二次電池で、出力電力を増大させるベぐ複数の二次電池 1143〜1146が直列に接続されている。

[0013] 保護回路 1142は、外部接続端子 1147, 1148と、 FET1149, 1150と、基準電圧源 1151〜1159と、コンノレータ 1160〜1168と、アンドゲート 1169, 1170と、抵抗 1171と、論理回路 1172とを備えている。

[0014] 外部接続端子 1147, 1148は、電池パック 1001における外部接続端子 1004, 10 05と同様の接続端子である。そして、外部接続端子 1147と、二次電池 1143〜114 6と、 FET1149と、 FET1150と、外部接続端子 1148とが直列に接続されている。

[0015] FET1149は、電池パック 1001における FET1006と同様、二次電池 1143〜114 6の放電電流が過大になった場合に放電電流を遮断する過放電保護用のスィッチとして用いられ、 FET1150は、電池パック 1001における FET1007と同様、二次電池 1143〜 1146が過充電になった場合に充電電流を遮断する過充電保護用のスイツチとして用いられる。

[0016] コンパレータ 1160, 1162, 1164, 1166は、二次電池 1143, 1144, 1145, 114 6の過充電を検出するためのコンパレータで、コンパレータ 1161, 1163, 1165, 11 67は、二次電池 1143, 1144, 1145, 1146の過放電を検出するためのコンパレータである。

[0017] そして、コンパレータ 1160, 1162, 1164, 1166によって、二次電池 1143, 1144 , 1145, 1146の出力電圧と基準電圧源 1151, 1152, 1153, 1154力ら出力される基準電圧とがそれぞれ比較されてその比較結果を示す信号がアンドゲート 1169 へ出力される。そして、二次電池 1143, 1144, 1145, 1146の出力電圧が各基準電圧を超えると、過充電が検出されてアンドゲート 1169の出力電圧がローレベルで論理回路 1172へ出力され、論理回路 1172によって FET1150がオフされて、二次電池 1143, 1144, 1145, 1146力 ¾i充電力ら保護される。

[0018] 同様【こ、コンノレータ 1161, 1163, 1165, 1167【こよって、二次電池 1143, 114 4, 1145, 1146の出力電圧と基準電圧源 1155, 1156, 1157, 1158力ら出力される基準電圧とがそれぞれ比較されてその比較結果を示す信号がアンドゲート 1170 へ出力される。そして、二次電池 1143, 1144, 1145, 1146の出力電圧が各基準電圧を下回ると、過放電が検出されてアンドゲート 1169の出力電圧がハイレベルで論理回路 1172へ出力され、論理回路 1172によって FET1149がオフされて、二次電池 1143, 1144, 1145, 1146力 ¾i放電力ら保護される。

[0019] また、 FET1149と FET1150との接続点が、抵抗 1171を介してコンパレータ 116 8の +端子に接続され、基準電圧源 1159から出力された基準電圧がコンパレータ 1 168の一端子に印加されている。これにより、二次電池 1143〜1146からの放電電流が FET1149を流れ、 FET1149のオン抵抗により生じた電圧降下が抵抗 1171を介してコンパレータ 1168の +端子へ印加される。また、基準電圧源 1159は、例えば二次電池 1143〜 1146の特性劣化を招かな、範囲での最大の放電電流が FET 1149を流れた場合に FET1149のオン抵抗で生じる電圧降下に相当する電圧が設定されている。

[0020] そして、コンパレータ 1168は、二次電池 1143〜1146から過大な放電電流が流れると、 FET1149における電圧降下の上昇を検知して、過電流の放電を示す検知信号を論理回路 1172へ出力するようになって、る。

[0021] 論理回路 1172は、コンパレータ 1168から過電流の放電を示す検知信号が出力されると、二次電池 1143〜1146の放電を停止させるベく FET1149をオフさせる。これ〖こより、保護回路 1142は、二次電池 1143〜1146を、過剰な充放電や過電流の放電から保護する。

[0022] し力しながら、図 51に示す保護回路 1002は、 FETには寄生ダイオードが有るために、電流の流れる方向が異なる放電電流と充電電流とを一つの FETで遮断することができず、放電電流を遮断する FET1006と、充電電流を遮断する FET1007とを備える必要があった。また、過充電を検出するために基準電圧源 1008とコンパレータ 1 010とを必要とし、過大な放電電流を検出するために基準電圧源 1009とコンパレータ 1111と抵抗 1112とを必要とし、コンノレータ 1010, 1111の出力信号に基づき 2 つの FET1006, 1007をオンオフさせる論理回路 1013を必要とするため、保護回路 1002の回路規模が増大するという不都合があった。

[0023] 特に、図 54に示す電池パック 1141のように、大きな負荷電流を流す必要のある場合には、 FET1149, 1150として電流定格の大きなトランジスタを使用する必要があるため FET1149, 1150が大型化し、かつコストが上昇するという不都合があった。さらに、二次電池を直列接続して出力電圧を増大すると、 FET1149, 1150の耐電圧を増大させる必要があるが、耐電圧の高いトランジスタはオン抵抗が増大する傾向があるため、 FET1149, 1150における電力損失が増大するという不都合があった。

[0024] また、図 52や図 53に示すように、バイメタルスィッチや PTC素子等の温度によって動作する温度スィッチを二次電池と直列に接続することで二次電池を過充電力保護する構成では、過充電を検出する精度が低いため、例えば充電電圧の制御精度の低、粗悪な充電装置によって電池パックの充電が行われた場合のように、温度が急激に上昇しな！ヽ程度の充電電流で二次電池の充電が継続すると、温度スィッチが動作しないまま二次電池が過充電され、二次電池の特性が劣化したり、電池の膨張や変形等を招、たりするおそれがあると、う不都合があった。

特許文献 1：特開平 4— 75430号公報特許文献 2：特開平 11― 262270号公報

発明の開示

[0025] 本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、簡素な回路で二次電池を過剰な充電や過大な放電電流等から保護して、二次電池の特性が劣化することを防止することができる保護回路を提供することを目的とする。

[0026] 本発明による二次電池の保護回路は、二次電池を充電する充電装置及び Z又は前記二次電池からの放電電流により駆動される負荷機器を接続するための第 1及び第 2の接続端子と、前記二次電池の両極に接続される第 3及び第 4の接続端子と、前記第 1及び第 3の接続端子間に設けられ、予め設定された所定の温度を超えた場合にオフする感熱スィッチと、前記感熱スィッチを加熱するための第 1のヒータと、前記二次電池の特性に関わる物理量が予め設定された物理量の値を超えた場合、前記第 1のヒータを発熱させて前記感熱スィッチをオフさせる保護制御部とを備えることを特徴とする。

[0027] この構成によれば、二次電池の特性に関わる物理量が予め設定された物理量の値を超えた場合に、保護制御部によって第 1のヒータが発熱され、第 1のヒータにより感熱スィッチが加熱されることによって感熱スィッチがオフして充放電電流を遮断するので、二次電池の特性劣化を低減することができる。また、放電電流と充電電流とを一つの感熱スィッチにより遮断することができるので、回路を簡素化することができる図面の簡単な説明

[0028] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る電池パックの一例を示す分解斜視図である。

[図 2]図 1に示す電池パックの電気的構成の一例を示す回路図である。

[図 3]バイメタルスィッチ及び温度ヒューズに流れる電流値と、動作時間との一例を示すグラフである。

[図 4]本発明の実施の形態 1に係る保護回路の構成の一例を示す外観斜視図である

[図 5]本発明の実施の形態 2に係る保護回路の構成の一例を説明するための説明図であり、図 5 (a)は、保護回路の各部品を取り付けるための配線パターンを示す図であり、図 5 (b)は、保護回路の機械的構成の一例を示す断面図である。

圆 6]図 5に示す保護回路の機械的構成の一例を示す図であり、図 6 (a)は保護回路の機械的構成の一例を示す上面図、図 6 (b)は保護回路の機械的構成の一例を示す断面図である。

[図 7]可動切片の動作を説明するための説明図である。

圆 8]容器と外部端子接続ユニットとが組み合わされた状態を説明するための説明図である。

圆 9]本発明の実施の形態 3に係る保護回路の構成の一例を示す回路図である。圆 10]本発明の実施の形態 4に係る電池パックの電気的構成の一例を示す回路図である。

圆 11]図 10に示す保護回路の機械的構成を説明するための説明図である。

圆 12]図 10に示す保護回路の機械的構成を説明するための説明図である。

圆 13]図 10に示す保護回路の機械的構成を説明するための説明図である。

圆 14]容器と外部接続端子ユニットとが組み合わされた状態を説明するための説明図である。

圆 15]本発明の実施の形態 5に係る電池パックの電気的構成の一例を示す回路図である。

[図 16]図 15に示す保護回路において用いられるヒータ R3とヒータ R4との直列回路の構成の一例を示す説明図である。

圆 17]図 15に示す保護回路の機械的構成を説明するための説明図である。図 17 (a )は、保護回路の各部品を取り付けるための配線パターンを示す図であり、図 17 (b) は、保護回路の機械的構成の一例を示す断面図である。

[図 18]図 18 (a)は、図 17 (b)に示す保護回路の上面図である。図 18 (b)に図 17 (b) と同じ断面図を示している。

[図 19]図 15に示すヒータとして用いられるサーミスタの構成の一例を示す説明図である。

圆 20]図 19に示すサーミスタを用いた保護回路の機械的構成を説明するための説明図である。圆 21]本発明の実施の形態 6に係る電池パックの電気的構成の一例を示す回路図である。

圆 22]図 21に示す保護回路の機械的構成を説明するための説明図である。図 22 (a )は、保護回路の各部品を取り付けるための配線パターンを示す図であり、図 22 (b) は、保護回路の機械的構成の一例を示す断面図である。

圆 23]図 21に示す保護回路の機械的構成を説明するための説明図である。図 23 (a )は、図 23 (b)に示す保護回路 5の上面図であり、図 23 (b)は、保護回路の機械的構成の一例を示す断面図である。

[図 24]図 21に示す電池パックの電気的構成の変形例を示す回路図である。

[図 25]実施の形態 7に係る電池パックの電気的構成の一例を示す回路図である。

[図 26]実施の形態 8による電池パックの回路図を示している。

[図 27]実施の形態 9に係る電池パックの回路図を示している。

[図 28]実施の形態 10に係る電池パックの回路図を示している。

[図 29]実施の形態 11に係る電池パックの回路図を示して、る。

[図 30]実施の形態 12に係る電池パックの回路図を示している。

[図 31]実施の形態 13に係る電池パックの回路図を示している。

圆 32]図 31に示す保護回路の詳細な構成を示す回路図である。

圆 33]実施の形態 12の保護回路魏積回路とした場合における電池パックの分解構成図を示し、（a)は上面図を示し、（b)は側面図を示している。

圆 34]実施の形態 12の保護回路^^積回路とした場合における電池パックの分解構成図を示し、（a)は上面図を示し、（b)は側面図を示している。

圆 35]実施の形態 12の保護回路魏積回路とした場合における電池パックの分解構成図を示し、（a)は上面図を示し、（b)は側面図を示している。

圆 36]実施の形態 12の保護回路^^積回路とした場合における電池パックの分解構成図を示し、（a)は上面図を示し、（b)は側面図を示している。

[図 37]実施の形態 14に係る電池パックの回路図を示している。

圆 38]感熱スィッチ素子とヒータとを配線基板に組み込んで構成した保護回路基板の部分図である。 [図 39]本発明の実施の形態 15に係る電池パックの概略構成を説明するための外観分解斜視図である。

[図 40]図 39に示す電池パックの回路図を示す。

[図 41]感熱保護スィッチ装置の具体的構成の一例を説明するための要部断面図である。

[図 42]図 39に示す保護回路基板の側面図である。

[図 43]図 42に示す保護回路基板を用いて図 39に示す電池パックを構成する場合の二次電池に対する保護回路基板の配置構成と、二次電池と保護回路基板との電気的接続関係を概念的に示す図である。

[図 44]半導体集積回路化した IC素子を用い、これらを配線基板上に実装して構成した保護回路基板の側面図である。

[図 45]図 44に示す保護回路基板を用いて図 39に示す電池パックを構成する場合の二次電池に対する保護回路基板の配置構成と、二次電池と保護回路基板との電気的接続関係を概念的に示す図である。

[図 46]図 39に示す電池パックの電気的構成の他例を示す回路図である。

[図 47]図 46に示す回路構成になる保護回路基板を用いて構成した図 39に示すものとは異なる構造の電池パックを示す図である。

[図 48]感熱保護スィッチ装置の具体的構成の他例を示す要部断面図である。

[図 49]図 48に示す感熱保護スィッチ装置の配線基板への取付構成を説明するための図である。

[図 50]感熱保護スィッチ装置の具体的構成の他例を示す要部断面図である。

[図 51]背景技術に係る電池パックの構成を示す回路図である。

[図 52]背景技術に係る電池パックの構成を示す回路図である。

[図 53]背景技術に係る電池パックの構成を示す回路図である。

[図 54]背景技術に係る電池パックの構成を示す回路図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。 [0030] (実施の形態 1)

図 1は、本発明の一実施形態に係る電池パックの一例を示す分解斜視図である。図 1に示す電池パック 1は、有底筒状の容器 2と、外部端子接続ユニット 3と、容器 2と外部端子接続ユニット 3との間に挿入される板状のスぺーサ 4とを備えている。容器 2 は、二次電池 6が収容され、かしめ封口されており、二次電池 6に凸状に設けられた正極端子 6aが容器 2の開口端力も突出するようにされている。また、容器 2は、 -ッケルメツキを表面に施した鋼板力構成されており、二次電池 6の負極が容器 2の内部で容器 2と接続されている。

[0031] 外部端子接続ユニット 3は、例えば榭脂成形されたケース 31を備えて構成され、充電装置や負荷機器を接続するための接続端子 Tl, T2がケース 31の表面に露出して設けられている。また、接続端子 T2と接続された、例えば板状の金属により構成された接続端子 T4が、容器 2と接続される方向に突出して設けられてヽる。

[0032] 図 2は、図 1に示す電池パック 1の電気的構成の一例を示す回路図である。図 1に示す電池パック 1は、保護回路 5と、二次電池 6とを備えている。二次電池 6は、例えばリチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池、あるいはニッケルカドミウム二次電池等の充電可能な二次電池である。保護回路 5は、二次電池 6を過剰な充電や、過大な放電電流力保護する保護回路である。

[0033] 保護回路 5は、外部端子接続ユニット 3の内部に配設されており、接続端子 T1〜T 4 (第 1〜第 4の接続端子）と、バイメタルスィッチ (感熱スィッチ) SW1と、温度ヒユーズ F1と、コンパレータ CMP1と、基準電圧源 E1と、抵抗 R1と、トランジスタ Q1と、ヒータ (第 1のヒータ) R2とを備えている。接続端子 T1及び接続端子 Τ2は、二次電池 6を充電する図略の充電装置及び Ζ又は二次電池 6からの放電電流により駆動される負荷機器を接続するための接続端子である。負荷機器は、例えば携帯電話機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯型パーソナルコンピュータ、電動工具等、電池で駆動される種々の電気機器である。

[0034] ノィメタルスィッチ SW1は、予め設定された所定の動作温度 Tswlを超えた場合にオフすると共に二次電池 6の充放電電流が予め設定された所定の遮断電流値 Iswl を超えた場合に自己発熱によりオフする感熱スィッチの一例であり、動作温度 Tswl は、例えば二次電池 6の特性を劣化させな、温度範囲における最高温度が設定され、遮断電流値 Iswlとしては、二次電池 6の特性劣化を招かない範囲での最大の放電電流値が設定されている。バイメタルスィッチ SW1は、温度が上昇してオフした後、温度が低下すれば再びオンする復帰形の感熱スィッチである。なお、感熱スィッチとしては、バイメタルスィッチに代えて、バイメタルスィッチにおけるバイメタルの代わりに形状記憶合金を用いたスィッチ (例えば、実公平 7— 4770、特開平 11 - 224579 に記載のもの）や、形状記憶榭脂を用いたスィッチを、同様にして用いることができる

[0035] 形状記憶合金としては、ニッケルチタン合金系、銅一亜鉛アルミニウム合金などの熱弾性型マルテンサイト変態および逆変態に基づき、復元力を有する形状記憶合金であれば良ぐこれらの合金がその変形された形状より復元された形状に変化する形状変化温度範囲は、形状記憶合金の組成を適宜に選定した熱処理プロセスを変更することにより変更可能である。

[0036] 形状記憶榭脂としては、架橋または部分結晶化させた固定相と可逆相が混在しているポリエステル、ポリウレタン、スチレン 'ブタジエン、トランスポリイソプレンなどの榭脂を用いることができる。

[0037] ヒータ R2は、例えば正の温度特性、すなわち温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTC (Positive Temperature Coefficient)サーミスタが用いられる。これにより、ヒータ R2に電圧を印加すると、ヒータ R2の自己発熱によってヒータ R2の抵抗値が増大し、ヒータ R2を流れる電流が減少する結果、ヒータ R2の温度は最終的に、最終到達温度 Thで一定となる。最終到達温度 Thは、バイメタルスィッチ SW1の動作温度 Tswl を超える温度であって、二次電池 6や保護回路 5を損傷しな、程度の温度が設定されている。これにより、ヒータ R2の温度が上昇しすぎて温度ヒューズ F1を溶断したり、ヒータ R2の発熱によって二次電池 6や保護回路 5を損傷したりすることを抑制することがでさる。

[0038] 温度ヒューズ F1は、二次電池 6と近接して、あるいは絶縁物を挟んで密着されて配設され、二次電池 6が過充電や過大な放電によって発熱した場合に、その熱で溶断する温度ヒューズである。温度ヒューズ F1の溶断する動作温度 Tfuselは、バイメタルスイッチ SW1の動作温度 Tswlよりも高い温度に設定されている。また、温度ヒューズ F1の動作速度は、バイメタルスィッチ SW1よりも遅くなるように、溶断特性が設定されている。温度ヒューズ F1は、一度溶断したら、導通状態に復帰することのない非復帰形の感熱スィッチである。この場合、バイメタルスィッチ SW1の動作温度 Tsw 1と、ヒータ R2の最終到達温度 Thと、温度ヒューズ F1の動作温度 Tfuselとは、下記式 (1)で示す関係となる。

[0039] Tswl <Thく Tfusel · · · (1)

[0040] また、バイメタルスィッチ SW1及び温度ヒューズ F1の動作温度、及び動作速度の設定は、バイメタルスィッチ SW1及び温度ヒューズ F1自体の部品の特性を設定するほか、バイメタルスィッチ SW1を温度ヒューズ F1よりも先に動作させるために、例えばバイメタルスィッチ SW1と二次電池 6との間の熱抵抗が温度ヒューズ F1と二次電池 6 との間の熱抵抗よりも小さくなるようにバイメタルスィッチ SW1と二次電池 6とを近接させたり密着させたりする構成によってもよぐ例えば、バイメタルスィッチ SW1の接点抵抗や可動切片における抵抗を上昇させて自己発熱量を増大させたり、バイメタルスィッチ SW1が放熱する際の周囲に対する熱抵抗を増大させたり、バイメタルスイツチ SW1を小型化して熱容量を低減させたりすることによってノィメタルスィッチ SW1 を自己発熱により温度上昇し易い構成としてもよい。

[0041] また、温度ヒューズ F1の動作をバイメタルスィッチ SW1より遅らせるために、例えば温度ヒューズ F1が放熱する際の周囲に対する熱抵抗を減少させたり、例えば温度ヒユーズ F1に熱伝導性のょ、材料を接触させる等の方法により温度ヒューズ F1を大型化することなく温度ヒューズ F1のみかけの熱容量を増大させたりすることによって、温度ヒューズ F1を温度上昇し難、構成としてもよ!、。

[0042] 図 3は、上記式（1)を満たすようにバイメタルスィッチ SW1及び温度ヒューズ F1の動作温度、及び動作速度を設定した場合における電流値と、動作時間との一例を示すグラフである。図 3に示すグラフにおいて、縦軸は、バイメタルスィッチ SW1及び温度ヒューズ F1に流れる電流値、横軸は、縦軸の電流を流してカゝらバイメタルスィッチ SW1及び温度ヒューズ F1が動作するまでの時間である。

[0043] 図 3において、グラフ G1〜G3は、電池パック 1を組み立てた状態におけるバイメタルスイッチ SWlに流れる電流値と、動作時間との関係の一例を示すグラフである。グラフ G1は周囲温度が 30°Cの場合、グラフ G2は周囲温度が 0°Cの場合、グラフ G3 は周囲温度が 25°Cの場合、グラフ G4は周囲温度が 70°Cの場合を示している。また、グラフ G5〜G10は、電池パック 1を組み立てた状態における温度ヒューズ F1に流れる電流値と、動作時間との関係の一例を示すグラフである。グラフ G5は周囲温度が 65°Cの場合における最小値、グラフ G6は周囲温度が 65°Cの場合における平均値、グラフ G7は周囲温度が 65°Cの場合における最大値、グラフ G8は周囲温度が 2 5°Cの場合における最小値、グラフ G9は周囲温度が 25°Cの場合における平均値、グラフ G10は周囲温度が 25°Cの場合における最大値を示している。また、グラフ G1 1は、バイメタルスィッチ SW1の部品単体での特性を示している。なお、図 3に示すデータの測定に際して、温度ヒューズ F1は、パナソニックエレクトロニックデバイス (株）製 EYP2ML098を用いた。

[0044] 図 2に戻って、接続端子 T1は、バイメタルスィッチ SW1、温度ヒューズ Fl、接続端子 T3を介して二次電池 6の正極に接続され、二次電池 6の負極は、接続端子 T4を介して接続端子 T2に接続されている。また、接続端子 T3はコンパレータ CMP1の電源供給端子に接続され、接続端子 T4はコンパレータ CMP1のグラウンド端子に接続されて、二次電池 6からコンパレータ CMP1の動作用電源電圧が供給されるようになっている。

[0045] 接続端子 T3は抵抗 R1を介してコンパレータ CMP1の +端子に接続され、接続端子 T4は基準電圧源 E 1の負極に接続され、基準電圧源 E 1の正極はコンパレータ C MP1の一端子に接続され、コンパレータ CMP1の出力端子はトランジスタ Q1のゲート端子に接続されている。

[0046] 基準電圧源 E1は、二次電池 6の過充電を検出するための判断基準となる基準電圧 Vreflを出力する電圧発生回路である。これにより、コンパレータ CMP1の—端子に基準電圧 Vreflが印加され、接続端子 T3, T4間の端子電圧、すなわち二次電池 6の電圧 Vbが基準電圧 Vreflを超えるとコンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1 のゲート電圧がノ、ィレベルにされ、トランジスタ Q1がオンされて、ヒータが発熱する。

[0047] また、コンパレータ CMP1は、電圧 Vbが基準電圧 Vrefl付近となった場合におけるノイズの影響を低減するために、入力電圧にヒステリシスを有するコンパレータが用いられている。そして、コンパレータ CMP1、抵抗 Rl、及び基準電圧源 Elは、例えば集積化されて構成され、集積回路 IC1にされている。この場合、集積回路 IC1は、保護制御部の一例に相当して、る。

[0048] 接続端子 T1は、ヒータ R2を介してトランジスタ Q1のドレインに接続され、トランジスタ Q 1のソースは接続端子 T4に接続されて!、る。

[0049] 図 4は、図 2に示す保護回路 5の機械的構成の一例を示す外観斜視図である。図 4 に示す保護回路 5は、例えばプリント配線基板 PR1の表面に、集積回路 IC1、トランジスタ Ql、及びヒータ R2が配設され、ヒータ R2の上にプリント配線基板 PR2を介してノィメタルスィッチ SW1が配設されている。これにより、ヒータ R2が発熱すると、ノィメタルスィッチ SW1が加熱されるようになって!/ヽる。

[0050] また、プリント配線基板 PR1の一端部力も接続端子 T1が引き出され、例えば屈曲加工されて接続端子 T1の一部が外部端子接続ユニット 3の開口部力外部に露出するようにされている。そして、プリント配線基板 PR1の他端部に、温度ヒューズ F1の一方の板状にされたリード線が接続されると共に屈曲され、絶縁シート PR3を挟んで温度ヒューズ F1とプリント配線基板 PR1とが対向するようにされている。さらに、温度ヒューズ F1の他方の板状にされたリード線が接続端子 T3として用いられるようになつている。また、絶縁シート PR3との間に温度ヒューズ F1を挟むように、絶縁シート PR4 が設けられている。

[0051] そして、保護回路 5は、図 1に示す外部端子接続ユニット 3の内部に、温度ヒューズ F1が容器 2に収容された二次電池 6と対向する向きに配設されている。さらに、間にスぺーサ 4を挟んで容器 2と外部端子接続ユニット 3とが組み合わされる。そして、正極端子 6aが、スぺーサ 4に設けられた開口部を貫通して外部端子接続ユニット 3に設けられた接続端子 T3と、例えばスポット溶接により接続される。また、接続端子 T2と接続された接続端子 T4と、二次電池 6の負極と接続された容器 2の開口端部とが例えばスポット溶接により接続され、二次電池 6の負極と接続端子 T2とが導通するようになっている。また、保護回路 5は、温度ヒューズ F1が二次電池 6と対向するように配設されており、二次電池 6が発熱すると、温度ヒューズ F1が加熱されるようになっている。

[0052] 次に、上述のように構成された保護回路 5の動作について説明する。まず、保護回路 5による過充電の保護動作について説明する。まず、バイメタルスィッチ SW1がォンしている状態で接続端子 Tl, T2に図略の充電装置が接続され、充電装置から電圧 Vcが接続端子 Tl, T2間に印加されると、ノィメタルスィッチ SW1、温度ヒューズ F 1、及び接続端子 T3を介して二次電池 6へ電圧 Vbによる充電が行われる。

[0053] 電圧 Vbは、正常時は例えば最大 4. 2Vである。そして、基準電圧源 E1は、基準電圧 Vreflとして例えば 4. 3Vをコンパレータ CMP1へ出力するように設定されている

[0054] そして、例えば図略の充電装置が故障したり充電装置の出力電圧精度が低いために充電電圧 Vbが 4. 3Vを超えると、コンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1がォンされ、ヒータ R2に電流が流れてバイメタルスィッチ SW1が加熱される。そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスィッチ SW1がオフして充電電流が遮断され、二次電池 6が過充電力保護される。

[0055] 次に、バイメタルスィッチ SW1がオフして充電電流が遮断されることによって、接続端子 T3の電圧が基準電圧 Vrefl以下になると、コンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1がオフされ、ヒータ R2に流れる電流がゼロにされる。そして、自然冷却によりバイメタルスィッチ SW1の温度が復帰温度を下回ると、バイメタルスィッチ SW1がォンして過充電保護状態力通常状態に復帰する。

[0056] この場合、コンパレータ CMP1によって過充電が検出され、ヒータ R2によりバイメタルスイッチ SW1を加熱することによってバイメタルスィッチ SW1をオフさせるので、例えば図 52や図 53に示すように二次電池と直列に接続された温度スィッチのみによつて過充電保護を行う場合よりも過充電を検出する精度を向上させることができ、過充電保護動作が行われなヽまま二次電池 6が過充電されたり、二次電池 6の特性が劣化したり、二次電池 6の膨張や変形等を招いたりするおそれを低減することができる。

[0057] 次に、二次電池 6からの放電電流が過大になった場合の保護回路 5による保護動作について説明する。まず、バイメタルスィッチ SW1がオンしている状態で、例えば接続端子 Tl, T2に金属片が接触したり、接続端子 Tl, T2に接続された図略の携帯電話機等の負荷機器が故障したりすることによって、接続端子 Tl, T2が短絡、又は接続端子 Tl, T2間の抵抗値が低抵抗になると、二次電池 6から温度ヒューズ F1とバイメタルスィッチ SW1とを介して放電される電流が増大し、バイメタルスィッチ SW1 の接点抵抗によってノィメタルスィッチ SW1が加熱される。

[0058] そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスイッチ SW1がオフして二次電池 6の放電電流が遮断され、二次電池 6が過大な放電電流から保護される。

[0059] この場合、バイメタルスィッチ SW1は、温度ヒューズ F1よりも先にオフするべく動作条件が設定されており、非復帰形の感熱スィッチである温度ヒューズ F1を溶断させることなく復帰形の感熱スィッチであるバイメタルスィッチ SW1によって二次電池 6を過剰な充電や過大な放電電流力保護することができるので、例えば充電装置や負荷装置力電池パック 1が取り外されて過剰な充電や過大な放電電流の原因が解消した後は、温度ヒューズ F1を交換することなく繰り返し電池パック 1を使用することができ、利便性を向上させることができる。

[0060] また、例えばバイメタルスィッチ SW1の接点が溶着して短絡故障した場合や、集積回路 IC1、トランジスタ Ql、及びヒータ R2のうちいずれかが故障して過充電時にバイメタルスィッチ SW1をオフさせることができな、場合であっても、過充電や過大な放電電流によって二次電池 6が発熱すると、温度ヒューズ F1が溶断し、二次電池 6を保護することができるので、保護回路 5の信頼性を向上させることができる。

[0061] また、感熱スィッチであるバイメタルスィッチ SW1を用いて二次電池 6を過剰な充電及び過大な放電電流力保護することができるので、図 51に示す背景技術に係る保護回路 1002のように、放電電流を遮断する FET1006と、充電電流を遮断する FET 1007と、過大な放電電流を検出するための基準電圧源 1009、コンパレータ 1111、及び抵抗 1112と、二つの FET1006, 1007のオンオフを制御するための論理回路 1113とを必要とせず、保護回路 5の回路を簡素化することができると共に、保護回路 5を小型化することが容易となる。

[0062] (実施の形態 2)

次に、本発明の実施の形態 2に係る電池パックについて説明する。本発明の実施の形態 2に係る電池パック laの外観は、図 1に示す電池パック 1と同様である。また、本発明の実施の形態 2に係る電池パック laが備える保護回路 5aの電気的構成は、図 2に示す保護回路 5と同様である。本発明の実施の形態 2に係る保護回路 5aは、図 4に示す保護回路 5とは、機械的構成が異なる。

[0063] 図 5は、本発明の実施の形態 2に係る保護回路 5aの機械的構成を説明するための説明図である。図 5 (a)は、保護回路 5の各部品を取り付けるための配線パターンを示す図であり、図 5 (b)は、保護回路 5の機械的構成の一例を示す断面図である。図 6 (a)は、図 5 (b)に示す保護回路 5の上面図である。また、対比のため、図 6 (b)に図 5 (b)と同じ断面図を示して！/、る。

[0064] 図 5 (a)に示す配線パターンは、外部端子接続ユニット 3におけるケース 31の内面、すなわち外部端子接続ユニット 3と容器 2とが組み合わされた場合における容器 2 に収容された二次電池 6と対向する側の表面に、例えば金属微粒子により構成されたペースト状の導電性配線材料を用いて印刷形成されており、図 4に示す保護回路 5のように、プリント配線基板 PR1を用いず、配線パターンが印刷形成されたケース 3 1の内面に直接、集積回路 IC1、トランジスタ Ql、及びヒータ R2が固着される。

[0065] これにより、図 4に示す保護回路 5からプリント配線基板 PR1をなくすことができるので、プリント配線基板 PR1の厚みだけ保護回路 5を小型化することが容易となる。

[0066] また、図 5 (b)に示すように、外部端子接続ユニット 3におけるケース 31の内側には、例えばケース 31と一体成形により凸状に形成された支持部材 32, 33が設けられている。そして、支持部材 32の頂部から引き出された配線パターン P4が、例えばケース 31を貫通する円柱状の金属部材 34によって、ケース 31の外側表面に設けられた接続端子 T1と接続されている。さらに、支持部材 32の頂部には、バイメタルスィッチ SW1を構成する可動切片 35の一端力例えばスポット溶接により配線パターン P4と接続されて固定されている。可動切片 35の他端には接点 36が設けられており、接点 36は、支持部材 33の頂部に形成された配線パターン P5に接触するようにされてヽる。

[0067] また、可動切片 35の下部には、支持部材 32と支持部材 33との間に弓なりに掛け渡されたバイメタル 37が設けられている。バイメタル 37は、動作温度 Tswlになると、図 7に示すように逆向きに反り返ることにより可動切片 35を上方に跳ね上げて、接点 36を配線パターン P5から引き離すようになつている。そして、支持部材 32, 33、可動切片 35、ノィメタル 37、及び配線パターン P4, P5によって、バイメタルスィッチ S W1が構成されている。また、このように構成されたバイメタルスィッチ SW1を覆うように、防塵や絶縁を目的としたスィッチカバー 38が固着されている。また、ノィメタル 3 7の下部には、略円盤状のヒータ R2が配設されており、ヒータ R2が発熱すると、ノィメタル 37が加熱されるようになって!/、る。

[0068] これにより、ケース 31と一体成形された支持部材 32, 33を用いてバイメタルスイツチ SW1を構成することができるので、個別部品として構成されたバイメタルスィッチ S W1を用いる場合よりもコストを低減することが容易となる。また、バイメタルスィッチ S W1を個別部品として構成した場合におけるケースの底部が不要となるので、ノィメタルスイッチ SW1を小型化することができる。

[0069] また、温度ヒューズ F1の接続端子を構成する導体リード P6, P7は、例えば幅広の板状にされており、導体リード P6, P7を屈曲させて、温度ヒューズ F1と導体リード P6 , P7とで集積回路 IC1とトランジスタ Q1とを覆うように温度ヒューズ F1が取り付けられている。そして、集積回路 IC1とトランジスタ Q1との両側に設けられた配線パターン P 5, P8間が、集積回路 IC1とトランジスタ Q1とを跨いで導体リード P6、温度ヒューズ F 1、及び導体リード P7を介して接続されている。

[0070] そして、温度ヒューズ Fl、及び導体リード P6, P7の外側表面、及び導体リード P6, P7の両側面は、例えば絶縁や防塵を目的とするシート部材 39によって覆われている

[0071] これにより、温度ヒューズ Fl、導体リード P6, P7、及びシート部材 39は、集積回路 I C1とトランジスタ Q1とを覆うカバーとして機能し、温度ヒューズ Fl、導体リード P6, P 7の他に別途カバーを備える場合と比較して、ケース 31の表面上における温度ヒユーズ F1の実装面積を削減することができ、保護回路 5を小型化することが容易となる。

[0072] また、温度ヒューズ Fl、導体リード P6, P7、及びシート部材 39は、配線パターン P5 と配線パターン P8との間で集積回路 IC1及びトランジスタ Q1を跨いで電流を流すジヤンパ配線として用いられるので、ケース 31の表面上における配線パターンの占有面積が縮小し、保護回路 5を小型化することが容易となる。

[0073] また、導体リード P7〖こは、接続端子 T3が例えばスポット溶接により取り付けられている。これにより、ケース 31の表面上に接続端子 T3の取付面積を占有することがないので、外部端子接続ユニット 3を小型化することが容易となる。

[0074] さらに、温度ヒューズ Fl、導体リード P6, P7を除く他の部品を、導電性配線材料を用いて印刷形成された配線パターン上に取り付けた状態で、外部端子接続ユニット 3 を加熱して導電性配線材料を硬化させた後に温度ヒューズ Fl、導体リード P6, P7を取り付けるようにすれば、導電性配線材料の硬化温度が温度ヒューズ F1の動作温度 Tfuselより高温であっても、製造時に温度ヒューズ F1を溶断させたり劣化させたりすることがない。

[0075] 図 8は、容器 2と外部端子接続ユニット 3とが組み合わされた状態を説明するための説明図である。図 8に示すように、バイメタルスィッチ SW1と温度ヒューズ F1と力容器 2と外部端子接続ユニット 3とが組み合わされた状態において容器 2に収容された二次電池 6と対向する位置に近接して配設されてヽるので、バイメタルスィッチ SW1 及び温度ヒューズ F1と、二次電池 6との熱結合を強化することができ、二次電池 6が過度に発熱した場合にノィメタルスィッチ SW1及び温度ヒューズ F1により二次電池 6の充放電電流を遮断することができる。

[0076] これにより、例えば集積回路 IC1や、トランジスタ Ql、ヒータ R2等の故障により、二次電池 6の過充電時にヒータ R2を発熱させることができな、状態であっても、過充電により二次電池 6が発熱すると、バイメタルスィッチ SW1及び温度ヒューズ F1が加熱される。そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスィッチ SW1がオフして充電電流が遮断されるので、集積回路 IC1や、トランジスタ Q1、ヒータ R2等が故障した場合であっても二次電池 6を過充電力保護することができる。

[0077] また、例えばバイメタルスィッチ SW1の接点が溶着して短絡故障した場合、ノィメタルスイッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達してもバイメタルスィッチ SW1がオフしなくなるが、さらに二次電池 6の発熱によって温度ヒューズ F1が加熱され、温度ヒユーズ F1の温度が動作温度 Tfuselに達すると、温度ヒューズ F1が溶断して充電電流が遮断されるので、バイメタルスィッチ SW1が故障した場合であっても二次電池 6を過充電力保護することができる。

[0078] また、温度ヒューズ F1は、集積回路 IC1及びトランジスタ Q1とも近接して配設されるので、集積回路 IC 1やトランジスタ Q 1が過度に発熱した場合に温度ヒューズ F 1により二次電池 6の充放電電流を遮断することが容易となる。

[0079] なお、保護回路 5aを構成する配線パターンは、外部端子接続ユニット 3における容器 2に収容された二次電池 6と対向する側の表面に印刷形成されている例を示した力保護回路 5aを構成する配線パターンは、外部端子接続ユニット 3の表面に印刷形成される代わりにプリント配線基板上に形成され、そのプリント配線基板上に、保護回路 5aを構成する集積回路 IC1、トランジスタ Ql、及びバイメタルスィッチ SW1が配設される構成としてもよぐこの場合、支持部材 32, 33は、プリント配線基板に形成された貫通孔を貫通してプリント配線基板上に可動切片 35及びバイメタル 37を支持する構成としてちよい。

[0080] また、支持部材 32, 33は、ケース 31と一体成形される例に限られず、例えば円柱状の金属部材をケース 31に埋め込むことによって構成してもよい。また、温度ヒユーズ F1を備えず、導体リード P6と導体リード P7とが短絡された構成としてもよい。また、スィッチカバー 38とシート部材 39とを一体成形して一部品として構成してもよい。

[0081] また、保護回路 5aは、電池パック laに組み込まれて構成される例を示した力電池ノ^ク laに組み込まれる例に限られず、例えば負荷機器に組み込まれて、負荷機器に内蔵された二次電池の保護回路として用いられてもよぐ接続端子 Tl, T2, T3, T4は、例えば配線パターンであってもよい。

[0082] また、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池、あるいはニッケルカドミウム二次電池等の二次電池は、放電が進んで出力電圧が所定の放電末期電圧以下に低下した後、さらに放電を続けると、二次電池が過放電状態となってサイクル寿命等の電池特性が劣化してしまう場合がある。そこで、接続端子 Tl, T2に接続される携帯電話機等の負荷機器において、接続端子 Tl, T2間の出力電圧を検出し、接続端子 Tl, T2間の出力電圧が所定の放電末期電圧以下に低下した場合、接続端子 Tl, T2からの出力電流を遮断することが望ましい。これにより、二次電池 6の過放電による特性劣化の発生を抑制することができる。

[0083] (実施の形態 3)

図 9は、本発明の実施の形態 3に係る電池パック lbの電気的構成の一例を示す回路図である。図 9に示す電池パック lbは、例えば電動工具、電動自転車、あるいは口ボット等、大きな負荷電流、例えば lOOA(lkW)を流す電気機器、および数分間程度の短時間での充電を行う超急速充電対応セルに用いられる電池パックである。図 9に示す電池パック lbは、図 2に示す電池パック 1とは、二次電池 6の代わりに直列に接続された二次電池 62〜65を備え、集積回路 IC1の代わりに集積回路 IC2を備える点で異なる。この場合、集積回路 IC2が保護制御部の一例に相当し、集積回路 2と温度ヒューズ F1と二次電池 62とを接続する配線パターンが第 1の接続端子の一例に相当している。

[0084] 集積回路 IC2は、基準電圧源 E1と同様の基準電圧源 El l〜14と、コンパレータ CMP1と同様のコンパレータ CMP11〜CMP14と、 NANDゲート 7と、論理回路 8とを備えている。そして、二次電池 62の正極はコンパレータ CMP11の—端子に接続され、コンパレータ CMP11の +端子は基準電圧源 E11の正極に接続され、基準電圧源 E11の負極は二次電池 62の負極に接続され、コンパレータ CMP11の出力端子は NANDゲート 7の入力端子に接続されて、る。

[0085] また、二次電池 63の正極はコンパレータ CMP12の一端子に接続され、コンパレータ CMP 12の +端子は基準電圧源 E 12の正極に接続され、基準電圧源 E 12の負極は二次電池 63の負極に接続され、コンパレータ CMP12の出力端子は NANDゲート 7の入力端子に接続されてヽる。

[0086] また、二次電池 64の正極はコンパレータ CMP13の一端子に接続され、コンパレータ CMP13の +端子は基準電圧源 E13の正極に接続され、基準電圧源 E13の負極は二次電池 64の負極に接続され、コンパレータ CMP13の出力端子は NANDゲート 7の入力端子に接続されてヽる。

[0087] また、二次電池 65の正極はコンパレータ CMP14の一端子に接続され、コンパレータ CMP14の +端子は基準電圧源 E14の正極に接続され、基準電圧源 E14の負極は二次電池 65の負極に接続され、コンパレータ CMP14の出力端子は NANDゲート 7の入力端子に接続されている。そして、 NANDゲート 7の出力端子は論理回路 8 の信号入力端子に接続され、論理回路 8の信号出力端子がトランジスタ Q1のゲートに接続されている。

[0088] 次に、上述のように構成された電池パック lbの動作について説明する。まず、過充電によって、二次電池 62の両端電圧が基準電圧源 E11の出力電圧を超えると、コンパレータ CMP11の出力信号がローレベルとなり、 NANDゲート 7の出力信号がハイレベルで論理回路 8へ出力される。そうすると、論理回路 8によってトランジスタ Q1がオンされ、ヒータ R2に電流が流れて発熱し、バイメタルスィッチ SW1がオフされて、二次電池 62が過充電力保護される。

[0089] 同様に、二次電池 63〜65が過充電されると、コンパレータ CMP12〜CMP14によつて過充電が検出され、 NANDゲート 7及び論理回路 8によって、トランジスタ Q1がオンされ、ヒータ R2に電流が流れて発熱し、バイメタルスィッチ SW1がオフされて、二次電池 63〜65が過充電力保護される。

[0090] その他の構成及び動作は、図 2に示す電池パック 1と同様であるので、その説明を省略する。

[0091] この場合、図 9に示す保護回路 5bでは、図 54に示す保護回路 1142における FET 1149, 1150の代わりにバイメタルスィッチ SW1を用いている。バイメタルスィッチ S W1は大電流を制御することが容易であるため、 FET1149, 1150をバイメタルスイツチ SW1に置き換えることは容易である。また、トランジスタ Q1としては、負荷電流を流す必要がなぐヒータ R2を発熱させるための電流を流せる程度の小型のスィッチ素子を用いることができる。

[0092] これにより、図 9に示す保護回路 5bは、図 54に示す保護回路 1142における電流定格の大きな、従って外形が大きな FET1149, 1150を用いることなぐ過充電、及び過大な放電電流力も二次電池 62〜65を保護することができ、保護回路 5bの回路を簡素化することができると共に保護回路 5bを小型化することが容易となる。また、耐電圧が高ぐし力もオン抵抗の小さい FET1149, 1150を用いないので、保護回路 5 bにおける電力損失の低減と同時にコストの低減が容易となる。

[0093] なお、図 1に示した電池パック 1は、ニッケルメツキを表面に施した鋼板力構成されている有底の容器 2に二次電池 6が収容され、容器 2の開口部と封口板とが、力しめ封口により密閉されており、凸状に設けられた正極端子 6aが容器 2の開口端力も突出し、二次電池 6の負極が容器 2の内部で容器 2と接続されている例を示したが、ァルミニゥム合金から構成されている有底の容器 2に二次電池が収容され、容器 2の開口部と封口板とがレーザー封口により密閉されており、凸状に封口板上に設けられた負極端子が容器 2の開口端から突出し、二次電池 6の正極が負極端子と絶縁された状態で封口板に接続されている場合は、保護回路との接続を逆にすることにより、容易に実施することができる。

[0094] (実施の形態 4)

次に、本発明の実施の形態 4に係る電池パックについて説明する。本発明の実施の形態 4に係る電池パック lcの外観は、図 1に示す電池パック 1と同様である。

[0095] 図 10は、本発明の実施の形態 4に係る電池パック lcの電気的構成の一例を示す回路図である。図 1に示す電池パック lcは、保護回路 5cと、二次電池 6とを備えている。二次電池 6は、例えばリチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池、ある、はニッケルカドミウム二次電池等の充電可能な二次電池である。保護回路 5cは、二次電池 6を過剰な充電や、過大な放電電流から保護する保護回路である。

[0096] 保護回路 5cは、外部接続端子ユニット 3の内部に配設されており、接続端子 T1 (第 1の接続端子)と、接続端子 T2 (第 2の接続端子)と、接続端子 T3 (第 3の接続端子）と、接続端子 T4 (第 4の接続端子）と、ノィメタルスィッチ SW1と、温度ヒューズ F1と、コンパレータ CMP1 (検出部）と、基準電圧源 E1と、抵抗 R1と、トランジスタ Q1 (スィツチ部）と、ヒータ R2 (第 1のヒータ）と、ダイオード D1 (第 1の整流素子）とを備えている。接続端子 T3及び接続端子 T4は、二次電池 6の両極に、それぞれ接続される接続端子である。

[0097] 接続端子 T1及び接続端子 T2は、二次電池 6を充電する図略の充電装置及び Z 又は二次電池 6からの放電電流により駆動される負荷機器を接続するための接続端子である。負荷機器は、例えば携帯電話機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯型パ一ソナルコンピュータ、電動工具等、電池で駆動される種々の電気機器である。 [0098] 温度ヒューズ Fl、バイメタルスィッチ SW1は実施の形態 1と同一構成であるため説明を省く。

[0099] 接続端子 T1は、バイメタルスィッチ SW1、温度ヒューズ Fl、接続端子 T3を介して二次電池 6の正極に接続され、二次電池 6の負極は、接続端子 T4を介して接続端子 T2に接続されている。また、接続端子 T3はコンパレータ CMP1の電源供給端子に接続され、接続端子 T4はコンパレータ CMP1のグラウンド端子に接続されて、二次電池 6からコンパレータ CMP1の動作用電源電圧が供給されるようになって!/ヽる。

[0100] また、ヒータ R2とダイオード D1との直列回路が、バイメタノレスィッチ SW1と並列に接続されている。ダイオード D1は、ヒータ R2と接続端子 T1との間に設けられ、二次電池 6の放電電流を流す方向、すなわちヒータ R2から接続端子 T1へ向力方向に順方向にされている。そして、ヒータ R2とダイオード D1との接続点と、接続端子 T2との間の接続を開閉するトランジスタ Q1を備えている。

[0101] 接続端子 T3は抵抗 R1を介してコンパレータ CMP1の +端子に接続され、接続端子 T4は基準電圧源 E 1の負極に接続され、基準電圧源 E 1の正極はコンパレータ C MP1の一端子に接続され、コンパレータ CMP1の出力端子はトランジスタ Q1のゲート端子に接続されている。

[0102] 基準電圧源 E1は、二次電池 6の過充電を検出するための判断基準となる基準電圧 Vreflを出力する電圧発生回路である。これにより、コンパレータ CMP1の—端子に基準電圧 Vreflが印加され、接続端子 T3, T4間の端子電圧である電圧 Vbが基準電圧 Vreflを超えるとコンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1のゲート電圧がハイレベルにされ、トランジスタ Q1がオンされて、ヒータが発熱するようになっている。

[0103] また、コンパレータ CMP1は、電圧 Vbが基準電圧 Vrefl付近となった場合

におけるノイズの影響を低減するために、入力電圧にヒステリシスを有するコンパレータが用いられている。そして、コンパレータ CMP1、抵抗 Rl、及び基準電圧源 Elは、例えば集積化されて構成され、集積回路 IC1にされている。この場合、集積回路 1及びトランジスタ Q1は、保護制御部の一例に相当して、る。

[0104] 図 11は、図 10に示す保護回路 5cの機械的構成を説明するための説明図である。

図 11 (a)は、保護回路 5cの各部品を取り付けるための配線パターンを示す図であり、図 11 (b)は、保護回路 5cの機械的構成の一例を示す断面図である。また、図 11において、部品の実装位置を破線で示している。図 11 (a)は、図 11 (b)に示す保護回路 5の上面図である。また、対比のため、図 12 (b)に図 11 (b)と同じ断面図を示している。

[0105] 図 11 (a)に示す配線パターンは、外部接続端子ユニット 3におけるケース 31の内面、すなわち外部接続端子ユニット 3と容器 2とが組み合わされた場合における容器 2に収容された二次電池 6と対向する側の表面に、例えば金属微粒子により構成されたペースト状の導電性配線材料を用いて印刷形成されており、プリント配線基板を用いず、配線パターンが印刷形成されたケース 31の内面に直接、集積回路 IC1、トランジスタ Ql、ヒータ R2、及びダイオード D1が固着される。

[0106] これにより、プリント配線基板を用いることなく保護回路 5を構成することができるので、プリント配線基板の厚みだけ保護回路 5を小型化することができる。

[0107] また、図 11 (b)に示すように、外部接続端子ユニット 3におけるケース 31の内側には、例えばケース 31と一体成形により凸状に形成された支持部材 32, 33が設けられている。そして、支持部材 32の頂部から引き出された配線パターン P4が、例えばケース 31を貫通する円柱状の金属部材 34によって、ケース 31の外側表面に設けられた接続端子 T1と接続されている。さらに、支持部材 32の頂部には、バイメタルスイツチ SW1を構成する可動切片 35の一端が、例えばスポット溶接により配線パターン P4 と接続されて固定されている。可動切片 35の他端には接点 36が設けられており、接点 36は、支持部材 33の頂部に形成された配線パターン P5に接触するようにされている。

[0108] また、可動切片 35の下部には、支持部材 32と支持部材 33との間に弓なりに掛け渡されたバイメタル 37が設けられている。バイメタル 37は、動作温度 Tswlになると、図 13に示すように逆向きに反り返ることにより可動切片 35を上方に跳ね上げて、接点 36を配線パターン P5から引き離すようになつている。そして、支持部材 32, 33、可動切片 35、ノィメタル 37、及び配線パターン P4, P5によって、バイメタルスィッチ SW1が構成されている。また、このように構成されたバイメタルスィッチ SW1とダイォード D1とを覆うように、防塵や絶縁を目的としたスィッチカバー 38が固着されている。また、バイメタル 37の下部には、略方形板状のヒータ R2が配設されており、ヒータ R2 が発熱すると、バイメタル 37が加熱される。

[0109] これにより、ケース 31と一体成形された支持部材 32, 33を用いてバイメタルスイツチ SW1を構成することができるので、個別部品として構成されたバイメタルスィッチ S W1を用いる場合よりもコストを低減することが容易となる。また、バイメタルスィッチ S W1を個別部品として構成した場合におけるケースの底部が不要となるので、ノィメタルスイッチ SW1を小型化することができる。

[0110] また、温度ヒューズ F1の接続端子を構成する導体リード P6, P7は、例えば幅広の板状にされており、導体リード P6, P7を屈曲させて、温度ヒューズ F1と導体リード P6 , P7とで集積回路 IC1とトランジスタ Q1とを覆うように温度ヒューズ F1が取り付けられている。そして、集積回路 IC1とトランジスタ Q1との両側に設けられた配線パターン P 5, P8間が、集積回路 IC1とトランジスタ Q1とを跨いで導体リード P6、温度ヒューズ F 1、及び導体リード P7を介して接続されている。

[0111] そして、温度ヒューズ Fl、及び導体リード P6, P7の外側表面、及び導体リード P6, P7の両側面は、例えば絶縁や防塵を目的とするシート部材 39によって覆われている

[0112] これにより、温度ヒューズ Fl、導体リード P6, P7、及びシート部材 39は、集積回路 I C1とトランジスタ Q1とを覆うカバーとして機能し、温度ヒューズ Fl、導体リード P6, P 7の他に別途カバーを備える場合と比較して、ケース 31の表面上における温度ヒユーズ F1の実装面積を削減することができ、保護回路 5を小型化することが容易となる。

[0113] また、温度ヒューズ Fl、導体リード P6, P7、及びシート部材 39は、配線パターン P5 と配線パターン P8との間で集積回路 IC1及びトランジスタ Q1を跨いで電流を流すジヤンパ配線として用いられるので、ケース 31の表面上における配線パターンの占有面積が縮小し、保護回路 5cを小型化することが容易となる。

[0114] また、導体リード P7〖こは、接続端子 T1が例えばスポット溶接により取り付けられている。これにより、ケース 31の表面上に接続端子 T1の取付面積を占有することがないので、外部接続端子ユニット 3を小型化することが容易となる。

[0115] さらに、温度ヒューズ Fl、導体リード P6, P7を除く他の部品を、導電性配線材料を用いて印刷形成された配線パターン上に取り付けた状態で、外部接続端子ユニット 3 を加熱して導電性配線材料を硬化させた後に温度ヒューズ Fl、導体リード P6, P7を取り付けるようにすれば、導電性配線材料の硬化温度が温度ヒューズ F1の動作温度 Tfuselより高温であっても、製造時に温度ヒューズ F1を溶断させることがない。

[0116] 図 14は、容器 2と外部接続端子ユニット 3とが組み合わされた状態を説明するための説明図である。図 14に示すように、バイメタルスィッチ SW1と温度ヒューズ F1と力容器 2と外部接続端子ユニット 3とが組み合わされた状態において容器 2に収容された二次電池 6と対向する位置に近接して配設されてヽる。

[0117] 次に、上述のように構成された保護回路 5cの動作について説明する。まず、保護回路 5cによる過充電の保護動作について説明する。まず、バイメタルスィッチ SW1 がオンしている状態で接続端子 Tl, T2に図略の充電装置が接続され、充電装置から電圧 Vcが接続端子 Tl, T2間に印加されると、バイメタルスィッチ SW1、温度ヒューズ F1、及び接続端子 T3を介して二次電池 6へ電圧 Vbによる充電が行われる。

[0118] 電圧 Vbは、正常時は例えば最大 4. 2Vである。そして、基準電圧源 E1は、基準電圧 Vreflとして例えば 4. 3Vをコンパレータ CMP1へ出力するように設定されている

[0119] そして、例えば図略の充電装置が故障する又は充電装置の出力電圧精度が低いために電圧 Vbが 4. 3Vを超えると、コンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1がォンされ、接続端子 T1からバイメタルスィッチ SW1を介してヒータ R2に電流が流れ、バィメタルスィッチ SW1が加熱される。そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスィッチ SW1がオフして充電電流が遮断され、二次電池 6が過充電から保護される。

[0120] 次に、バイメタルスィッチ SW1がオフして充電電流が遮断されることによって、電圧 Vbが基準電圧 Vrefl以下になると、コンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1がォフされ、ヒータ R2に流れる電流がゼロにされる。そして、自然冷却によりバイメタルスイッチ SW1の温度が復帰温度を下回ると、バイメタルスィッチ SW1がオンして過充電保護状態から通常状態に復帰する。

[0121] この場合、コンパレータ CMP1によって過充電が検出され、ヒータ R2によりバイメタルスイッチ SW1を加熱することによってバイメタルスィッチ SW1をオフさせるので、例えば図 52や図 53に示すように二次電池と直列に接続された温度スィッチのみによつて過充電保護を行う場合よりも過充電を検出する精度を向上させることができ、過充電保護動作が行われなヽまま二次電池 6が過充電されたり、二次電池 6の特性が劣化したり、二次電池 6の膨張や変形等を招いたりするおそれを低減することができる。

[0122] 次に、二次電池 6からの放電電流が過大になった場合の保護回路 5cによる保護動作について説明する。まず、バイメタルスィッチ SW1がオンしている状態で、例えば接続端子 Tl, T2に金属片が接触したり、接続端子 Tl, T2に接続された図略の携帯電話機等の負荷機器が故障したりすることによって、接続端子 Tl, T2が短絡、又は接続端子 Tl, T2間の抵抗値が低抵抗になると、二次電池 6から温度ヒューズ F1とバイメタルスィッチ SW1とを介して放電される電流が増大し、バイメタルスィッチ SW1 の接点抵抗によってノィメタルスィッチ SW1が加熱される。

[0123] そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスイッチ SW1がオフして二次電池 6の放電電流が遮断され、二次電池 6が過大な放電電流から保護される。そして、バイメタルスィッチ SW1がオフすると、二次電池 6の放電電流は接続端子 T3から温度ヒューズ Fl、ヒータ R2、ダイオード Dl、及び接続端子 T1を介して接続端子 Tl, T2に接続された図略の負荷機器 (あるいは短絡故障部分）に流れ、ヒータ R2が発熱してバイメタルスィッチ SW1を加熱する。

[0124] この場合、バイメタルスィッチ SW1は、温度ヒューズ F1よりも先にオフするべく動作条件が設定されており、非復帰形の感熱スィッチである温度ヒューズ F1を溶断させることなく復帰形の感熱スィッチであるバイメタルスィッチ SW1によって二次電池 6を過剰な充電や過大な放電電流力保護することができるので、例えば充電装置や負荷装置力電池パック lcが取り外されて過剰な充電や過大な放電電流の原因が解消した後は、温度ヒューズ F1を交換することなく繰り返し電池パック lcを使用することができ、利便性を向上させることができる。

[0125] また、例えばバイメタルスィッチ SW1の接点が溶着して短絡故障した場合や、集積回路 IC1、トランジスタ Ql、及びヒータ R2のうちいずれかが故障して過充電時にバイメタルスィッチ SW1をオフさせることができな、場合であっても、過充電や過大な放電電流によって二次電池 6が発熱すると、温度ヒューズ F1が溶断し、二次電池 6を保護することができるので、保護回路 5cの信頼性を向上させることができる。

[0126] さらに、バイメタルスィッチ SW1がオフして自己発熱がなくなっても、図略の負荷機器等に流れる電流によりヒータ R2が発熱し、ヒータ R2によってノィメタルスィッチ SW 1が加熱されるので、例えば短絡故障を生じた負荷機器等が取り外されて放電電流が過大となる要因が除去されるまで、バイメタルスィッチ SW1のオフ状態を維持することができる。

[0127] これにより、例えばバイメタルスィッチ SW1がオフして自己発熱しなくなつたために自然冷却によりバイメタルスィッチ SW1がオンし、再び二次電池 6の過大な放電電流がバイメタルスィッチ SW1を流れてバイメタルスィッチ SW1がオフする、というように、バイメタルスィッチ SW1がオンオフを繰り返すチャタリング動作の発生を抑制することができる。

[0128] また、感熱スィッチであるバイメタルスィッチ SW1を用いて二次電池 6を過剰な充電及び過大な放電電流力保護することができるので、図 51に示す背景技術に係る保護回路 1002のように、放電電流を遮断する FET1006と、充電電流を遮断する FET 1007と、過大な放電電流を検出するための基準電圧源 1009、コンパレータ 1111、及び抵抗 1112と、二つの FET1006, 1007のオンオフを制御するための論理回路 1013とを必要とせず、保護回路 5cの回路を簡素化することができると共に、保護回路 5cを小型化することが容易となる。

[0129] そして、図 14に示すように、バイメタルスィッチ SW1と温度ヒューズ F1と力容器 2と外部接続端子ユニット 3とが組み合わされた状態において容器 2に収容された二次電池 6と対向する位置に近接して配設され、バイメタルスィッチ SW1及び温度ヒユーズ F1と、二次電池 6との熱結合が強化されているので、二次電池 6が過度に発熱した場合にバイメタルスィッチ SW1及び温度ヒューズ F1により二次電池 6の充放電電流を遮断することができる。

[0130] これにより、例えば集積回路 IC1や、トランジスタ Ql、ヒータ R2等の故障により、二次電池 6の過充電時にヒータ R2を発熱させることができな、状態であっても、過充電により二次電池 6が発熱すると、バイメタルスィッチ SW1及び温度ヒューズ F1が加熱される。そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスィッチ SW1がオフして充電電流が遮断されるので、集積回路 IC1や、トランジスタ Q1、ヒータ R2等が故障した場合であっても二次電池 6を過充電力保護することができる。

[0131] また、例えばバイメタルスィッチ SW1の接点が溶着して短絡故障した場合、ノィメタルスイッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達してもバイメタルスィッチ SW1がオフしなくなるが、さらに二次電池 6の発熱によって温度ヒューズ F1が加熱され、温度ヒユーズ F1の温度が動作温度 Tfuselに達すると、温度ヒューズ F1が溶断して充電電流が遮断されるので、バイメタルスィッチ SW1が故障した場合であっても二次電池 6を過充電力保護することができる。

[0132] また、温度ヒューズ F1は、集積回路 IC1及びトランジスタ Q1とも近接して配設されるので、集積回路 IC 1やトランジスタ Q 1が過度に発熱した場合に温度ヒューズ F 1により二次電池 6の充放電電流を遮断することが容易となる。

[0133] なお、保護回路 5cを構成する配線パターンは、外部接続端子ユニット 3における容器 2に収容された二次電池 6と対向する側の表面に印刷形成されている例を示した力保護回路 5cを構成する配線パターンは、封口部の表面に印刷形成される代わりにプリント配線基板上に形成され、そのプリント配線基板上に、保護回路 5cを構成する集積回路 IC1、トランジスタ Ql、ノィメタルスィッチ SW1、及びダイオード D1が配設される構成としてもよぐこの場合、支持部材 32, 33は、プリント配線基板に形成された貫通孔を貫通してプリント配線基板上に可動切片 35及びバイメタル 37を支持する構成としてちよい。

[0134] また、支持部材 32, 33は、ケース 31と一体成形される例に限られず、例えば円柱状の金属部材をケース 31に埋め込むことによって構成してもよい。また、温度ヒユーズ F1を備えず、導体リード P6と導体リード P7とが短絡された構成としてもよい。また、スィッチカバー 38とシート部材 39とを一体成形して一部品として構成してもよい。

[0135] また、保護回路 5cは、電池パック lcに組み込まれて構成される例を示した力電池ノ^ク lcに組み込まれる例に限られず、例えば負荷機器に組み込まれて、負荷機器に内蔵された二次電池の保護回路として用いられてもよい。 [0136] また、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池、あるいはニッケルカドミウム二次電池等の二次電池は、放電が進んで出力電圧が所定の放電末期電圧以下に低下した後、さらに放電を続けると、二次電池が過放電状態となってサイクル寿命等の電池特性が劣化してしまう場合がある。そこで、接続端子 Tl, T2に接続される携帯電話機等の負荷機器において、接続端子 Tl, T2間の出力電圧を検出し、接続端子 Tl, T2間の出力電圧が所定の放電末期電圧以下に低下した場合、接続端子 Tl, T2からの出力電流を遮断することが望ましい。これにより、二次電池 6の過放電による特性劣化の発生を抑制することができる。

[0137] (実施の形態 5)

次に、本発明の実施の形態 5に係る保護回路を備えた電池パックについて説明する。本発明の実施の形態 5に係る電池パック Idの外観は、図 1に示す電池パック 1と同様である。図 15は、本発明の実施の形態 5に係る電池パック Idの電気的構成の一例を示す回路図である。図 15に示す電池パック Idは、図 10に示す電池パック lc とは、保護回路 5cの構成が異なる。すなわち、図 15に示す保護回路 5dは、ヒータ R 2とダイオード D1との直列回路の代わりにヒータ R3 (第 2のヒータ）とヒータ R4 (第 3のヒータ）との直列回路力バイメタルスィッチ SW1と並列に接続されている。そして、ヒータ R3とヒータ R4との接続点力トランジスタ Q1を介して接続端子 T4に接続されている。

[0138] その他の構成は図 10に示す電池パック lcと同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な点について説明する。図 16は、図 15に示す保護回路 5d において用いられるヒータ R3とヒータ R4との直列回路の構成の一例を示す説明図である。図 16に示すヒータ R3とヒータ R4との直列回路は、一つのサーミスタ 7を用いて構成されている。

[0139] サーミスタ 7は、例えば正の温度特性、すなわち温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTCサーミスタであり、その形状としては、物理的に縦'横の方向が決定出来る形状である正方形、長方形等の略方形や、楕円、菱形、一部に欠けや突部のある円形などの板状の形状にされている。また、サーミスタ 7の一方の面には、サーミスタ 7 の一方の面を二つの領域に分割するように形成された溝 71が形成されている。 [0140] そして、溝 71によって分割された一方の領域が第 1電極 72 (第 1の電極）として用 V、られると共に他方の領域が第 2電極 73 (第 2の電極）として用いられ、サーミスタ 7 の他方の面が第 3電極 74 (第 3の電極）として用いられる。この場合、第 1電極 72及び第 3電極 74がヒータ R3における両端の接続端子として用いられ、第 1電極 72と第 3電極 74とに挟まれた部分力 Sヒータ R3として機能する。また、第 3電極 74及び第 2電極 73がヒータ R4における両端の接続端子として用いられ、第 3電極 74と第 2電極 73 とに挟まれた部分力 Sヒータ R4として機能する。

[0141] これにより、ヒータ R3と、ヒータ R4とを一つのサーミスタ 7を用いて構成することができるので、ヒータ R3と、ヒータ R4とをそれぞれ一つのサーミスタで構成する場合と比ベて保護回路 5dの小型化と、低コストィ匕を図ることができる。

[0142] 図 17、図 18は、図 15に示す保護回路 5dの機械的構成を説明するための説明図である。図 17 (a)は、保護回路 5dの各部品を取り付けるための配線パターンを示す図であり、図 17 (b)は、保護回路 5dの機械的構成の一例を示す断面図である。図 1 7において、部品の実装位置を破線で示している。図 18 (a)は、図 17 (b)に示す保護回路 5dの上面図である。また、対比のため、図 18 (b)に図 17 (b)と同じ断面図を示している。図 17、図 18に示す保護回路 5dは、図 11、図 12に示す保護回路 5cとは、配線パターンが形成されたケース 31へのサーミスタ 7の取付方法が異なる。

[0143] サーミスタ 7は、接続端子 T1と接続された配線パターン P4に第 2電極 73が接続され、バイメタルスィッチ SW1と温度ヒューズ F 1とを接続する配線パターン P5に第 1電極 72が接続されるようになっている。この場合、配線パターン P4と配線パターン P5との間隔部分と、サーミスタ 7における溝 71とを一致させてサーミスタ 7をケース 31に取り付ける必要があるが、例えばサーミスタ 7が円板形状である場合と比べて、サーミスタ 7が方形形状にされているので、溝 71の方向を配線パターン P4と配線パターン P5 との間隔部分の方向と一致させることが容易となり、保護回路 5dの組み立て工程における作業性を向上させることができる。

[0144] なお、図 19に示すように、溝 71aを、サーミスタ 7aの一方の面を四つの領域に分割する略十文字形に形成してもよい。そして、図 20に示すように、溝 71aにより分割された四つの領域における互いに隣接する二つの領域を、配線パターン P5に接続することにより第 1電極 72として用い、第 1電極 72として用いられる二つの領域を除く他の領域を、第 2電極 73として用いるようにしてもよい。

[0145] これにより、溝 71aが設けられたサーミスタ 7aを配線パターン P4と配線パターン P5 とに接続する際に、サーミスタ 7aと同一平面内で 90° 回転して取り付けられてもサーミスタ 7aは正常にヒータ R3, R4として機能するので、サーミスタ 7aの取付方向の制限が低減され、保護回路 5dの組み立て工程における作業性を向上させることができる。

[0146] また、サーミスタ 7 (7a)における第 3電極 74と、トランジスタ Q1のドレインに接続された配線パターン P9とは、例えば図 18 (a)に示すように、ジヤンパ線 75を用いて空中で接続されている。

[0147] その他の構成は図 11、図 12に示す保護回路 5cと同様であるのでその説明を省略し、図 15に示す保護回路 5dの動作について説明する。まず、保護回路 5dによる過充電の保護動作について説明する。まず、バイメタルスィッチ SW1がオンしている状態で接続端子 Tl, T2に図略の充電装置が接続され、充電装置から電圧 Vcが接続端子 Tl, T2間に印加されると、バイメタルスィッチ SW1、温度ヒューズ Fl、及び接続端子 T3を介して二次電池 6へ電圧 Vbによる充電が行われる。

[0148] 電圧 Vbは、正常時は例えば最大 4. 2Vである。そして、基準電圧源 E1は、基準電圧 Vreflとして例えば 4. 3Vをコンパレータ CMP1へ出力するように設定されている

[0149] そして、例えば図略の充電装置が故障したり充電装置の出力電圧精度が低いために電圧 Vbが 4. 3Vを超えると、コンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1がオンされ、接続端子 T1からヒータ R4に電流が流れると共に、二次電池 6から接続端子 T3 及び温度ヒューズ F1を介してヒータ R3に電流が流れ、ヒータ R3, R4が発熱してバイメタルスィッチ SW1が加熱される。そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスィッチ SW1がオフして充電電流が遮断され、二次電池 6が過充電から保護される。

[0150] この場合、バイメタルスィッチ SW1がオフしても、ヒータ R3, R4への電流供給は継続し、ヒータ R3, R4によるバイメタルスィッチ SW1の加熱が継続するので、バイメタルスイッチ SWlはオフで維持され、過充電保護動作が継続される。また、例えばヒータ R3の抵抗値力ヒータ R4の抵抗値よりも大きくなるように、サーミスタ 7における溝 71 の位置を調整したり、ヒータ R3, R4としてそれぞれ一つずっサーミスタを用いてヒータ R3の抵抗値をヒータ R4の抵抗値よりも大きくしたりすることにより、トランジスタ Q1 がオンした場合における二次電池 6の放電電流を低減し、主に接続端子 Tl, T2に接続された図略の充電装置力供給される電流によってヒータ R4を発熱させ、バイメタルスィッチ SW1のオフ状態を維持させることができる。

[0151] さらに、二次電池 6から接続端子 T1及び温度ヒューズ F1を介してヒータ R3に電流が流れ続け、二次電池 6の放電により二次電池 6の出力電圧が基準電圧 Vrefl以下に低下すると、コンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1がオフされる。そうすると、二次電池 6の出力電圧よりも接続端子 Tl, T2に接続された充電装置の出力電圧の方が高いので、接続端子 T1からヒータ R4、ヒータ R3、温度ヒューズ Fl、及び接続端子 T3を介して二次電池 6へ微少な充電電流が流れ、ヒータ R4, R3の発熱が継続し、ノィメタルスィッチ SW1がオフ状態で維持され、過充電保護動作が継続される。

[0152] そして、ヒータ R4, R3を経由する充電電流で二次電池 6が充電され、電圧 Vbが再び 4. 3Vを超えると、コンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1がオンされ、接続端子 T1からヒータ R4に電流が流れると共に、二次電池 6から接続端子 T3及び温度ヒューズ F1を介してヒータ R3に電流が流れ、ヒータ R3, R4が発熱してバイメタルスイツチ SW1が加熱され、ノィメタルスィッチ SW1がオフ状態で維持され、過充電保護動作が継続される。

[0153] このように、二次電池 6の充放電動作に伴って、トランジスタ Q1のオンオフ動作が繰り返されつつバイメタルスィッチ SW1はオフ状態のまま維持され、二次電池 6の過充電保護動作が継続されるので、例えば、過充電保護動作に伴ってバイメタルスイツチ SW1がオフし、二次電池 6が放電することによって二次電池 6の出力電圧が低下し、コンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1がオフされた場合であっても、ヒータに電流が流れなくなってバイメタルスィッチ SW1がオンすることが抑制されるので、二次電池 6の充放電動作に伴ってバイメタルスィッチ SW1がオンオフを繰り返すチヤタリング動作の発生を抑制することができる。 [0154] 次に、二次電池 6からの放電電流が過大になった場合の保護回路 5dによる保護動作について説明する。まず、バイメタルスィッチ SW1がオンしている状態で、例えば接続端子 Tl, T2に金属片が接触したり、接続端子 Tl, T2に接続された図略の携帯電話機等の負荷機器が故障したりすることによって、接続端子 Tl, T2が短絡、又は接続端子 Tl, T2間の抵抗値が低抵抗になると、二次電池 6から温度ヒューズ F1とバイメタルスィッチ SW1とを介して放電される電流が増大し、バイメタルスィッチ SW1 の接点抵抗によってノィメタルスィッチ SW1が加熱される。

[0155] そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスイッチ SW1がオフして二次電池 6の放電電流が遮断され、二次電池 6が過大な放電電流から保護される。そして、バイメタルスィッチ SW1がオフすると、二次電池 6の放電電流は接続端子 T3から温度ヒューズ Fl、ヒータ R3、ヒータ R4、及び接続端子 Tl を介して接続端子 Tl, T2に接続された図略の負荷機器 (あるいは短絡故障部分）に流れ、ヒータ R3, R4が発熱してバイメタルスィッチ SW1を加熱する。

[0156] この場合、バイメタルスィッチ SW1がオフして自己発熱がなくなっても、図略の負荷機器等に流れる電流によりヒータ R3, R4が発熱し、ヒータ R3, R4によってバイメタルスィッチ SW1が加熱されるので、例えば短絡故障を生じた負荷機器等が取り外されて放電電流が過大となる要因が除去されるまで、バイメタルスィッチ SW1のオフ状態を維持することができる。

[0157] (実施の形態 6)

次に、本発明の実施の形態 6に係る保護回路を備えた電池パックについて説明する。本発明の実施の形態 6に係る電池パック leの外観は、図 1に示す電池パック 1と同様である。図 21は、本発明の実施の形態 6に係る電池パック leの電気的構成の一例を示す回路図である。図 21に示す電池パック leは、図 15に示す電池パック Idとは、保護回路 5eの構成が異なる。すなわち、図 21に示す保護回路 5eは、ヒータ R3 ( 第 1のヒータ）がバイメタルスィッチ SW1と並列に接続されている。そして、ヒータ R3とヒータ R4との接続点が接続端子 T1に接続され、他端がトランジスタ Q1を介して接続端子 T2に接続されている。この場合、ヒータ R4は、接続端子 T1に一端が接続されると共にバイメタルスィッチ SW1を加熱する第 4のヒータに相当している。 [0158] 図 22、図 23は、図 21に示す保護回路 5eの機械的構成を説明するための説明図である。図 22 (a)は、保護回路 5eの各部品を取り付けるための配線パターンを示す図であり、図 22 (b)は、保護回路 5eの機械的構成の一例を示す断面図である。図 2 2において、部品の実装位置を破線で示している。図 23 (a)は、図 22 (b)に示す保護回路 5eの上面図である。また、対比のため、図 23 (b)に図 22 (b)と同じ断面図を示している。図 22、図 23に示す保護回路 5eは、図 17、図 18に示す保護回路 5dとは、配線パターンが形成されたケース 31へのサーミスタ 7aの取付方法が異なる。

[0159] サーミスタ 7aは、溝 71aにより分割された四つの領域における互いに隣接する二つの領域が、第 1電極 72としてバイメタルスィッチ SW1と温度ヒューズ F1とを接続する配線パターン P5に接続され、第 1電極 72として用いられる二つの領域を除く他の領域力第 2電極 73としてトランジスタ Q1のドレインに接続される配線パターン P9と接続されている。また、サーミスタ 7aにおける第 3電極 74と、接続端子 T3と接続された配線パターン P4とは、例えば図 23 (a)に示すように、ジヤンパ線 76を用いて空中で接続されている。

[0160] その他の構成は図 15、図 17、及び図 18に示す保護回路 5dと同様であるのでその説明を省略し、図 21に示す保護回路 5eの動作について説明する。まず、保護回路 5eによる過充電の保護動作について説明する。まず、バイメタルスィッチ SW1がオンしている状態で接続端子 Tl, T2に図略の充電装置が接続され、充電装置から電圧 Vcが接続端子 Tl, T2間に印加されると、ノィメタルスィッチ SW1、温度ヒューズ F1 、及び接続端子 T3を介して二次電池 6へ電圧 Vbによる充電が行われる。

[0161] 電圧 Vbは、正常時は例えば最大 4. 2Vである。そして、基準電圧源 E1は、基準電圧 Vreflとして例えば 4. 3Vをコンパレータ CMP1へ出力するように設定されている

[0162] そして、例えば図略の充電装置が故障したり充電装置の出力電圧精度が低いために電圧 Vbが 4. 3Vを超えると、コンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1がオンされ、接続端子 T1からヒータ R4に電流が流れ、ヒータ R4が発熱してバイメタルスィッチ SW1が加熱される。そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスィッチ SW1がオフして充電電流が遮断され、二次電池 6が過充電力保護される。

[0163] この場合、バイメタルスィッチ SW1がオフしても、接続端子 T1に接続された図略の充電装置カゝらヒータ R4への電流供給は継続し、ヒータ R4によるバイメタルスィッチ S W1の加熱が継続するのでバイメタルスィッチ SW1はオフで維持され、過充電保護動作が継続される。

[0164] また、接続端子 T1に接続された図略の充電装置の出力電圧は、二次電池 6の出力電圧より高いので、トランジスタ Q1がオンしても二次電池 6からヒータ R3へ電流が流れることがなぐ二次電池 6は放電しないので、例えば、過充電保護動作に伴ってバイメタルスィッチ SW1がオフし、二次電池 6が放電することによって二次電池 6の出力電圧が低下し、コンパレータ CMP1によってトランジスタ Q1がオフされることによつてヒータに電流が流れなくなってバイメタルスィッチ SW1がオンして再び二次電池 6 が充電されると、つた動作を繰り返し、二次電池 6の充放電動作に伴ってバイメタルスィッチ SW1がオンオフを繰り返すチャタリング動作の発生を抑制することができる。

[0165] 次に、二次電池 6からの放電電流が過大になった場合の保護回路 5eによる保護動作について説明する。まず、バイメタルスィッチ SW1がオンしている状態で、例えば接続端子 Tl, T2に金属片が接触したり、接続端子 Tl, T2に接続された図略の携帯電話機等の負荷機器が故障したりすることによって、接続端子 Tl, T2が短絡、又は接続端子 Tl, T2間の抵抗値が低抵抗になると、二次電池 6から温度ヒューズ F1とバイメタルスィッチ SW1とを介して放電される電流が増大し、バイメタルスィッチ SW1 の接点抵抗によってノィメタルスィッチ SW1が加熱される。

[0166] そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスイッチ SW1がオフして二次電池 6の放電電流が遮断され、二次電池 6が過大な放電電流から保護される。そして、バイメタルスィッチ SW1がオフすると、二次電池 6の放電電流は接続端子 T3から温度ヒューズ Fl、ヒータ R3、及び接続端子 Tlを介して接続端子 Tl, T2に接続された図略の負荷機器 (あるいは短絡故障部分）に流れ、ヒータ R3が発熱してバイメタルスィッチ SW1をカ卩熱する。

[0167] この場合、バイメタルスィッチ SW1がオフして自己発熱がなくなっても、図略の負荷機器等に流れる電流によりヒータ R3が発熱し、ヒータ R3によってノィメタルスィッチ S Wlが加熱されるので、例えば短絡故障を生じた負荷機器等が取り外されて放電電流が過大となる要因が除去されるまで、バイメタルスィッチ SW1のオフ状態を維持することがでさる。

[0168] 以上説明したように、図 21に示す保護回路 5eは、過充電から二次電池 6を保護する場合には、接続端子 Tl, T2に接続された図略の充電装置から供給される電流によってヒータ R4を発熱させ、過大な放電電流から二次電池 6を保護する場合には、二次電池 6から供給される電流によってヒータ R3を発熱させる。この場合、バイメタルスィッチ SW1が動作する動作温度 Tswlは一定であるから、過充電保護時におけるヒータ R4の発熱量と、過大な放電電流からの保護動作時におけるヒータ R3の発熱量とは、等しくされていることが望ましい。

[0169] そこで、充電装置の出力最大電圧を Vcmax、二次電池 6の出力電圧を Vb、ヒータ R3の抵抗値を R3、ヒータ R4の抵抗値を R4とすると、 R3と R4とは、下記の式（2)を満たすように設定されることが望ま、。

[0170] Vcmax X Vcmax ÷ R4 = Vb X Vb ÷ R3 · · · (2)

[0171] これにより、過充電保護時におけるヒータ R4の発熱量と、過大な放電電流からの保護動作時におけるヒータ R3の発熱量とを等しくすることができる。この場合、例えば、ヒータ R3とヒータ R4とを個別のサーミスタによって構成し、ヒータ R3の抵抗値とヒータ R4の抵抗値とを上記式（2)を満たすように設定してもよぐ例えば、図 16に示すサーミスタ 7を用いて溝 71の位置を調整することにより、ヒータ R3の抵抗値とヒータ R4の抵抗値とを上記式 (2)を満たすように設定してもよ！/ヽ。

[0172] なお、図 24に示す保護回路 5fのように、図 21に示す保護回路 5eにおける温度ヒューズ F1とヒータ R3との間に整流素子であるダイオード D2 (第 2の整流素子）を設けてもよい。ダイオード D2のアノードは、温度ヒューズ F1を介して接続端子 T3に接続され、ダイオード D2の力ソードは、ヒータ R3を介して接続端子 T3に接続されており、すなわち接続端子 T3に接続された二次電池 6の放電電流を流す方向に順方向となるように接続されている。

[0173] これ〖こより、図 24に示す保護回路 5fにおいて、接続端子 Tl, T2に接続された図略の充電装置による過充電から二次電池 6を保護すべくバイメタルスィッチ SW1がオフした後、ダイオード D2によって、充電電圧が接続端子 T3からヒータ R3を介して二次電池 6へ印加されることを阻止することができるので、二次電池 6の過充電からの保護効果を向上させることができる。

[0174] (実施の形態 7)

次に、本発明の実施の形態 7に係る保護回路を備えた電池パックについて説明する。本発明の第実施の形態 7に係る電池パック lgの外観は、図 1に示す電池パック 1 と同様である。図 25は、本発明の実施の形態 7に係る電池パック lgの電気的構成の一例を示す回路図である。図 25に示す電池パック lgは、図 21に示す電池パック le とは、保護回路 5gの構成が異なる。すなわち、図 25に示す保護回路 5gは、サーミスタ R5 (検出部）、抵抗 R10、及び基準電圧源 E2をさらに備え、集積回路 IC1の代わりに集積回路 IClaを備える点で異なる。

[0175] サーミスタ R5は、例えば、温度が上昇すると抵抗値が低下するサーミスタで、温度センサとして用いられている。そして、サーミスタ R5は、二次電池 6と近接、あるいは絶縁物を介して接触するように配設されており、二次電池 6の温度に応じた抵抗値を生じるようにされている。そして、サーミスタ R5と抵抗 R10との直列回路が基準電圧源 2の両極間に接続され、サーミスタ R5と抵抗 R10との接続点力コンパレータ CM P 1の +端子に接続されて!、る。

[0176] 基準電圧源 E2は、サーミスタ R5の抵抗値を電圧として取得するための基準電圧を出力する定電圧源である。これにより、サーミスタ R5の抵抗値、すなわち二次電池 6 の温度が、コンパレータ CMP1の +端子に入力されるようになっている。また、基準電圧源 E2の出力電圧は、例えば、二次電池 6の温度が、二次電池 6の特性に悪影響を与えるような温度になった場合にサーミスタ R5と抵抗 R10との接続点に生じる電圧力基準電圧 Vreflを超えるような電圧値が予め設定されている。また、例えば、コンパレータ CMP1、基準電圧源 El, E2、及び抵抗 RIOは、集積回路化されて集積回路 IClaにされている。

[0177] 次に、上述のように構成された保護回路 5gの動作について説明する。まず、バイメタルスィッチ SW1がオンしている状態で、接続端子 Tl, T2に図略の充電装置が接続され、二次電池 6が過充電されると、二次電池 6の温度が上昇する。 [0178] そして、二次電池 6の温度が上昇するとサーミスタ R5の抵抗値が低下し、サーミスタ R5と抵抗 R10との接続点の電圧が上昇する。さら〖こ、サーミスタ R5と抵抗 R10との接続点の電圧が上昇して基準電圧 Vreflを超え、すなわち二次電池 6の温度が例えば二次電池 6の特性に悪影響を与えるような温度になると、コンパレータ CMP1によつてトランジスタ Q1がオンされ、接続端子 T1からヒータ R4に電流が流れ、バイメタルスィッチ SW1が加熱される。

[0179] そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスイッチ SW1がオフして充電電流が遮断され、二次電池 6が過充電による発熱力保護される。

[0180] また、バイメタルスィッチ SW1がオンしている状態で、接続端子 Tl, T2に電力負荷となる電気機器が接続されたり、短絡故障が発生したりすることにより過大な放電電流が流れると、二次電池 6の温度が上昇する。そして、上述したように、二次電池 6の温度が上昇し、バイメタルスィッチ SW1が自己発熱によりオフする前に二次電池 6の温度が例えば二次電池 6の特性に悪影響を与えるような温度になると、サーミスタ R5 と抵抗 R10との接続点の電圧が上昇して基準電圧 Vreflを超え、コンパレータ CMP 1によってトランジスタ Q1がオンされ、二次電池 6から接続端子 T3、温度ヒューズ F1 を介してヒータ R3, R4に電流が流れ、バイメタルスィッチ SW1が加熱される。

[0181] そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスイッチ SW1がオフして放電電流が遮断され、二次電池 6が過大な放電電流による発熱から保護される。

[0182] さらに、バイメタルスィッチ SW1がオフした後も、二次電池 6から接続端子 T3、温度ヒューズ F1を介してヒータ R3、 R4に電流が流れ、バイメタルスィッチ SW1が加熱されてバイメタルスィッチ SW1のオフ状態が維持される。

[0183] これにより、二次電池 6が過剰に発熱した場合に、放電電流と充電電流とを一つのバイメタルスィッチ SW1により遮断することができるので、簡素な回路を用いて、二次電池 6を過充電や過大な放電電流による過度の発熱力も保護することができる。

[0184] また、例えばバイメタルスィッチ SW1がオフして自己発熱しなくなつたために自然冷却によりバイメタルスィッチ SW1がオンし、再び二次電池 6に充放電電流がバイメタルスイッチ SW1を流れてバイメタルスィッチ SW1がオフする、というように、バイメタルスィッチ SW1がオンオフを繰り返すチャタリング動作の発生を抑制することができる。

[0185] その他の構成及び動作は、図 21に示す電池パック leと同様であるので、その説明を省略する。なお、図 25に示すサーミスタ R5と集積回路 IClaとを、電池パック 1〜： Lf にお、て、集積回路 1の代わりに備える構成としてもょ、。

[0186] (実施の形態 8)

次に本発明の実施の形態 8に係る電池パックについて説明する。実施の形態 8に係る電池パック lhの外観は図 1に示す電池パック 1と同様である。図 26は、本発明の実施の形態 8による電池パック lhの回路図を示している。電池パック lhは、保護回路 5hと、二次電池 6とを備えている。二次電池 6は、例えばリチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池、あるいはニッケルカドミウム二次電池等の充電可能な二次電池である。保護回路 5hは、二次電池 6を過充電や、過電流から保護する回路である。

[0187] 保護回路 5hは、外部端子接続ユニット 3の内部に配設されており、接続端子 Tl〜 Τ4 (第 1〜第 4の接続端子）、バイメタルスィッチ (感熱スィッチ） SW1、過充電保護部 (第 1の過充電保護部） 51、チャタリング防止部 (第 2の過充電保護部） 52、ヒータ R2 1、トランジスタ (スイッチング部） Ql、及び ORゲート (スイッチング部） G1を備えている。接続端子 T1及び接続端子 T2は、二次電池 6を充電する図略の充電装置及び Z又は二次電池 6からの放電電流により駆動される負荷機器を接続するための接続端子である。負荷機器は、例えば携帯電話機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯型パーソナルコンピュータ、電動工具等、電池で駆動される種々の電気機器である。

[0188] 接続端子 T3は二次電池 6の正極に接続され、接続端子 T4は二次電池 6の負極に接続されている。バイメタルスィッチ SW1は、接続端子 T1及び T3間に接続されている。ヒータ R21は、一端が接続端子 T3に接続され、他端がトランジスタ Q1のドレインに接続されている。トランジスタ Q1は、ゲートが ORゲート G1の出力端子に接続され、ソースが接続端子 T2, T4に接続されている。

[0189] 過充電保護部 51は、コンパレータ A1及び基準電圧源 E21を備え、チャタリング防止部 52は、コンパレータ A2及び基準電圧源 E22を備えている。コンパレータ A1は —端子が基準電圧源 E21の正極と接続され、 +端子が接続端子 T3と接続され、出力端子が ORゲート G1の入力端子に接続され、電源供給端子が接続端子 T3と接続され、グラウンド端子が接続端子 T2, T4と接続されている。基準電圧源 E21の負極は接続端子 T2, T4と接続されている。

[0190] コンパレータ A2は、 +端子が接続端子 T1と接続され、—端子が基準電圧源 E22 の正極と接続され、出力端子が ORゲート G1の入力端子と接続され、電源供給端子が接続端子 T3に接続され、グラウンド端子が接続端子 T2, T4と接続されている。基準電圧源 E22の負極は接続端子 T2, T4と接続されている。

[0191] ノィメタルスィッチ SW1は、予め設定された所定の動作温度 Tswlを超えた場合にオフする感熱スィッチであり、動作温度 Tswlは、例えば二次電池 6の特性を劣化させな、温度範囲における最高温度が設定されて、る。

[0192] また、バイメタルスィッチ SW1は、温度が上昇してオフした後、温度が低下すれば再びオンする復帰形の感熱スィッチである。なお、感熱スィッチとしては、バイメタルスィッチに代えて、形状記憶合金を用いたスィッチ（例えば、実公平 7—4770、特開平 11— 224579に記載のもの）や、形状記憶榭脂を用いたスィッチを、同様にして用いることがでさる。

[0193] 形状記憶合金としては、ニッケルチタン合金系、銅一亜鉛アルミニウム合金などの熱弾性型マルテンサイト変態および逆変態に基づき、復元力を有する形状記憶合金であれば良ぐこれらの合金がその変形された形状より復元された形状に変化する形状変化温度範囲は、形状記憶合金の組成を適宜に選定したり、熱処理プロセスを変更したりすることにより変更可能である。

[0194] 形状記憶榭脂としては、架橋または部分結晶化させた固定相と可逆相が混在しているポリエステル、ポリウレタン、スチレン 'ブタジエン、トランスポリイソプレンなどの榭脂を用いることができる。

[0195] ヒータ R1は、例えば正の温度特性、すなわち温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTC (Positive Temperature Coefficient)サーミスタが用いられる。これにより、ヒータ R21に電圧を印加すると、ヒータ R21の自己発熱によってヒータ R21の抵抗値が増大し、ヒータ R21を流れる電流が減少する結果、ヒータ R21の温度は最終的に、最終到達温度で一定となる。最終到達温度は、バイメタルスィッチ SW1の動作温度 Tswl を超える温度であって、二次電池 6や保護回路 5hを損傷しな、程度の温度が設定されている。これにより、ヒータ R21の発熱によって二次電池 6や保護回路 5hを損傷したりすることを抑制することができる。

[0196] 過充電保護部 51は、二次電池 6の過充電を検知し、二次電池 6への充電電流を遮断させ、二次電池 6を過充電保護状態にする。チャタリング防止部 52は、過充電保護状態において生じるバイメタルスィッチ SW1のチャタリングを防止する。

[0197] 基準電圧源 E21は、二次電池 6の過充電を検出するための判断基準となる基準電圧 (過充電保護電圧) Vreflを出力する電圧発生回路である。基準電圧源 E22は、バイメタルスィッチ SW1のチャタリングを防止するための基準電圧 (過充電保護電圧 )Vref 2を出力する電圧発生回路である。

[0198] 本実施の形態では、基準電圧 Vreflと基準電圧 Vref 2とはほぼ等しぐ具体的には基準電圧 Vrefl =基準電圧 Vref 2=4. 3Vである。

[0199] コンパレータ A1は、一端子に基準電圧 Vreflが印加され、接続端子 T3, T4間の電圧、すなわち二次電池 6の電圧 Vbが基準電圧 Vreflを超えた場合、ハイレベルの信号を出力し、電圧 Vbが基準電圧 Vref 1以下の場合、ローレベルの信号を出力する。

[0200] コンパレータ A2は、一端子に基準電圧 Vref 2が印加され、接続端子 Tl, T2間の電圧、すなわち、接続端子 Tl, T2に接続される充電装置又は負荷機器の電圧 Vc が基準電圧 Vref2を超えた場合、ハイレベルの信号を出力し、電圧 Vcが基準電圧 V ref2以下の場合、ローレベルの信号を出力する。

[0201] 本実施の形態では、コンパレータ Al, A2として、ノイズの影響を低減するために、入力電圧にヒステリシスを有するコンパレータが採用されている。

[0202] ORゲート G1は、コンパレータ Al, A2のうちいずれか一方のコンパレータからハイレベルの信号が出力された場合、トランジスタ Q 1のゲートにハイレベルの信号を出力し、両コンパレータからローレベルの信号が出力された場合、トランジスタ Q1のゲートにローレベルの信号を出力する。

[0203] トランジスタ Q 1は、 nチャネル FET (電界効果型トランジスタ）が採用され、 ORゲート Glからハイレベルの信号が出力された場合、オンしてヒータ R21を通電し、ヒータ R 21を加熱させ、バイメタルスィッチ SW1をオフさせ、 ORゲート G1からローレベルの信号が出力された場合、オフしてヒータ R21の通電を停止し、ヒータ R21の加熱を停止させ、バイメタルスィッチ SW1をオンさせる。

[0204] 次に、保護回路 5hの動作について説明する。まず、保護回路 5hによる過充電保護動作について説明する。接続端子 Tl, T2に図略の充電装置が接続され、充電装置カゝら電圧 Vcが接続端子 Tl, T2間に印加されると、電圧 Vc, Vbが共に基準電圧 Vrefl, Vref2以下の通常状態において、バイメタルスィッチ SW1はオンし、二次電池 6が充電される。ここで、電圧 Vcは、正常時は例えば最大 4. 2Vである。

[0205] そして、例えば図略の充電装置が故障する等して電圧制御がきかなくなると、電圧 Vbが基準電圧 Vreflを超える。そうすると、コンパレータ A1からハイレベルの信号が出力され、 ORゲート G1からハイレベルの信号が出力され、トランジスタ Q1がオンされ、接続端子 T3からヒータ R21に電流が流れ、バイメタルスィッチ SW1が加熱される。そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスイッチ SW1がオフして充電電流が遮断され、過充電保護状態とされる。これにより、二次電池 6は過充電力保護される。

[0206] 過充電保護状態において、ヒータ R21により二次電池 6の電力が消耗されると、電圧 Vbが低下して、コンパレータ A1の出力はローレベルになる。ここで、チャタリング防止部 52が存在しない場合を考える。すると、トランジスタ Q1はオフされ、ヒータ R21 に電流が流れず、バイメタルスィッチ SW1の加熱が停止される。そして、ノィメタルスイッチ SW1は自然冷却され、動作温度 Tswl以下になると、再びオンし、充電装置からの充電電流を流し、二次電池 6を再び充電する。二次電池 6の充電が «続されると、電圧 Vbが基準電圧 Vreflを超え、再び、バイメタルスィッチ SW1はオフする。このように、過充電保護状態において、接続端子 Tl, T2間に充電装置が接続され続けると、チャタリングが発生する。

[0207] し力しながら、本実施の形態の保護回路 5hはチャタリング防止部 52を備えている。

これにより、過充電保護状態において、接続端子 Tl, T2間に充電装置が接続され続け、電圧 Vcが基準電圧 Vref2を超える場合であっても、コンパレータ A2からはハィレベルの信号が出力され、 ORゲート G1からはハイレベルの信号が出力され、トランジスタ Q1はオンされ、接続端子 T3からヒータ R1に電流が流れ、バイメタルスィッチ SW1が継続して加熱され、バイメタルスィッチ SW1はオフを継続する。これにより、過充電保護状態にぉヽて、充電装置が接続され続けることで生じるバイメタルスィッチ SW1のチャタリングが防止されることとなる。

[0208] 次に、保護回路 5hによる過電流保護について説明する。まず、バイメタルスィッチ S W1がオンしている状態で、例えば接続端子 Tl, T2に金属片が接触したり、接続端子 Tl, T2に接続された図略の携帯電話機等の負荷機器が故障したりすることによつて、接続端子 Tl, T2が短絡、又は接続端子 Tl, T2間の抵抗値が低抵抗になると、二次電池 6からバイメタルスィッチ SW1を介して過電流が流れる。バイメタルスィッチ SW1は過電流が流れると、接点抵抗によって加熱される。

[0209] そして、バイメタルスィッチ SW1は、温度が動作温度 Tswlに達すると、オフして二次電池 6の放電電流を遮断し、保護回路 5hは過電流保護状態となり、二次電池 6は過電流から保護される。過電流保護状態が継続すると、コンパレータ Al, A2の出力は共にローレベルであり、ヒータ R21の加熱は停止されているため、バイメタルスイツチ SW1は自然冷却される。そして、バイメタルスィッチ SW1は、動作温度 Tswl以下となると、再びオンし、保護回路 5hは、過電流保護状態から通常状態に復帰する。

[0210] 以上説明したように実施の形態 8による保護回路 5hによれば、感熱スィッチであるバイメタルスィッチ SW1を用いて二次電池 6を過充電及び過電流カゝら保護することができるので、図 51に示す背景技術に係る保護回路 1002のように、放電電流を遮断する FET1006と、充電電流を遮断する FET1007と、過電流を検出するための基準電圧源 1009、コンパレータ 1011、及び抵抗 1112と、二つの FET1006, 1007のオンオフを制御するための論理回路 1013とを必要とせず、保護回路 5hの回路を簡素化することができ、保護回路 5hを小型化することが容易となる。

[0211] また、コンパレータ A1によって過充電が検出され、ヒータ R21によりバイメタルスイツチ SW1を加熱することによってバイメタルスィッチ SW1をオフさせるので、例えば図 5 2や図 53に示すように二次電池 1022と直列に接続されたバイメタルスィッチ 1023又は PTC素子 1032のみによって過充電保護を行う場合よりも過充電を検出する精度を向上させることができ、過充電保護動作が行われないまま二次電池 6が過充電されたり、二次電池 6の特性が劣化したり、二次電池 6の膨張や変形等を招いたりするおそれを低減することができる。

[0212] 更に、チャタリング防止部 52を備えているため、過充電保護状態において充電装置が接続され続け、接続端子 Tl, T2間の電圧 Vcが基準電圧 Vref2を超えて、電圧 Vbが基準電圧 Vrefl以下となっても、トランジスタ Q1が継続してオンされるため、ノィメタルスィッチ SW1の加熱が継続され、バイメタルスィッチ SW1はオフ状態を保つ結果、ノィメタルスィッチ SW1のチャタリングを防止することができ、バイメタルスイツチ SW1の劣化を防止することができる。

[0213] なお、実施の形態 8では、ヒータ R21を用いたがこれに限定されず、過充電保護部 51、チャタリング防止部 52、 ORゲート Gl、トランジスタ Q1を集積回路とし、主にトランジスタ Q 1がオンしたときに起因して生じる集積回路の熱を利用してノィメタルスイツチ SW1を加熱してもよい。この場合、ヒータ R21が不要となり部品点数の削減を図ることができる。

[0214] (実施の形態 9)

次に、本発明の実施の形態 9に係る電池パックについて説明する。本発明の実施の形態 9に係る電池パック liの外観は、図 1に示す電池パック 1と同様である。図 27 は、実施の形態 9に係る電池パック liの回路図を示している。実施の形態 9の保護回路 5iは実施の形態 8の保護回路 5hにおいて、チャタリング防止部 52を省き、短絡保護部 53及び抵抗 R22を備えることを特徴としている。なお、実施の形態 9において、実施の形態 8と同一のものは同一の符号を付し、説明を省略する。

[0215] 短絡保護部 53は、コンパレータ A3及び基準電圧源 E23を備えている。コンパレータ A3は、一端子が接続端子 T1に接続され、 +端子が基準電圧源 E23に接続され、出力端子が ORゲート G1の入力端子に接続され、電源供給端子が接続端子 T3〖こ接続され、グラウンド端子が接続端子 T2, T4に接続されている。

[0216] 基準電圧源 E23は、正極が接続端子 T3に接続され、負極がコンパレータ A3の + 端子に接続されてヽる。抵抗 R22はバイメタルスィッチ SW1と並列に接続されて!、る [0217] コンパレータ A3は、二次電池 6の電圧 Vbが接続端子 Tl, T2間の電圧 Vcと基準電圧 Vref3とを加算した電圧を超えるか否かを検出し、電圧 Vbが基準電圧 (過電流保護電圧；！と電圧じとを加算した電圧を超ぇる場合！^ + じ）、過電流保護状態において接続端子 Tl, T2に過電流を引き起こすような負荷が接続されている、又は短絡されていると判定し、ハイレベルの信号を出力する。なお、コンパレータ A3は、コンパレータ Al, A2同様、入力電圧にヒステリシスを有するコンパレータである。実施の形態 9では、基準電圧 Vref 3として IVが採用されている。すなわち、電圧 Vbから電圧 Vaを差し引いた電圧が IVを超えている場合、過電流保護状態において、接続端子 Tl, T2に過電流を引き起こすような負荷が接続されている又は短絡されていると判定する。

[0218] 次に、保護回路 5iによる過電流保護状態における短絡保護動作について説明する。過電流保護状態に至るまでの過程は実施の形態 1の保護回路 5と同一であるため、説明を省略する。過電流保護状態において、短絡保護部 53がない場合を考える。この場合、ノィメタルスィッチ SW1は、電流が流れておらず、ヒータ R22による加熱も停止されているため、自然冷却され、やがて動作温度 Tswl以下になってオンする。ここで、接続端子 Tl, T2の短絡が継続して行われると、バイメタルスィッチ SW1 には二次電池 6からの過電流が流れ、再びオフする。バイメタルスィッチ SW1は、ォフすると自然冷却により再びオンする。

[0219] このように、過電流保護状態において、接続端子 Tl, T2が短絡され続けるとバイメタルスィッチ SW1はオンオフを繰り返しチャタリングする。

[0220] し力しながら、本実施の形態の保護回路 5iは短絡保護部 53を備えて、る。そのため、過電流保護状態において、接続端子 Tl, T2間が短絡され続けると、過電流保護状態では電圧 Vbは電圧 Vcと基準電圧 Vref3とを加算した電圧を超えるため、コンパレータ A3からはハイレベルの信号が出力され、トランジスタ Q1はオンされ、抵抗 R 1は継続して発熱し、バイメタルスィッチ SW1は継続して加熱され、オフ状態を継続する。これにより、過電流保護状態において、接続端子 Tl, T2の短絡が継続されることで生じるバイメタルスィッチ SW1のチャタリングを防止することができるとともに、チャタリングによってノィメタルスィッチ SW1がオンしたときに過電流が流れることを防止することができる。

[0221] 接続端子 Tl, T2間の短絡が解除されると、二次電池 6から抵抗 R22を経由して、接続端子 T1に微小電流が流れる。このとき、接続端子 Tl, T2間に負荷が接続されていないため、電圧 Vcと電圧 Vbとはほぼ同じ値となり、電圧 Vbと電圧 Vcとの差が基準電圧 Vref3以下になるため、コンパレータ A3はローレベルの信号を出力する。このとき、コンパレータ A1もローレベルの信号を出力しているため、トランジスタ Q1はオフされ、バイメタルスィッチ SW1は、加熱が停止され、自然冷却により動作温度 Ts wl以下になるとオンし、保護回路 5iは過電流保護状態力通常状態に速やかに復帰する。なお、過充電保護部 51による過充電保護は、実施の形態 8と同様であるため、説明を省略する。

[0222] 以上説明したように実施の形態 9による保護回路 5iによれば、実施の形態 8の保護回路 5hと同様、二次電池 6を過充電及び過電流カゝら保護することができることに加え、短絡保護部 53を備えているため、過電流保護状態において生じるチャタリングを防止することができる。そのため、バイメタルスィッチ SW1の劣化を防止することができる。

[0223] なお、実施の形態 9では、ヒータ R1を用いたがこれに限定されず、過充電保護部 5 1、短絡保護部 53、 ORゲート Gl、トランジスタ Ql、及び抵抗 R22を集積回路とし、主にトランジスタ Q1がオンに起因して生じる集積回路の熱を利用してバイメタルスィツチ SW1を加熱してもよい。この場合、ヒータ R21が不要となり部品点数の削減を図ることがでさる。

[0224] (実施の形態 10)

次に、実施の形態 10に係る電池パックについて説明する。実施の形態 10に係る電池パック ljの外観構成は、図 1に示す電池パック 1と同様である。図 28は実施の形態 10に係る電池パック ljの回路図を示している。実施の形態 10の保護回路 ¾は、実施の形態 8の保護回路 5hに対して、更に短絡保護部 53を設ける、すなわち、チヤタリング防止部 52と短絡保護部 53とを共に備えたことを特徴としている。

[0225] ORゲート G1には、コンパレータ A1〜A3が接続されているため、コンパレータ A1 〜A3のうちいずれかのコンパレータからハイレベルの信号が出力されると、トランジスタ Qlはオンし、ヒータ R21は発熱し、バイメタルスィッチ SW1はオフする。

[0226] このように実施の形態 10による保護回路 ¾によれば、過充電保護部 51、チヤタリング防止部 52を備えるため、実施の形態 8と同様の効果を奏することができることに加え、短絡保護部 53を備えているため、実施の形態 9と同様の効果も奏することができる。

[0227] なお、実施の形態 10では、ヒータ R21を用いたがこれに限定されず、過充電保護部 51、チャタリング防止部 52、短絡保護部 53、 ORゲート Gl、トランジスタ Ql、及び抵抗 R22を集積回路とし、主にトランジスタ Q1がオンすることに起因して生じる集積回路の熱を利用してバイメタルスィッチ SW1を加熱してもよい。この場合、ヒータ R21 が不要となり部品点数の削減を図ることができる。

[0228] (実施の形態 11)

次に実施の形態 11に係る電池パックにっ、て説明する。実施の形態 11に係る電池パック lkの外観構成は図 1に示す電池パック 1と同様である。図 29は実施の形態 11に係る電池パック lkの回路図を示して、る。実施の形態 11に係る電池パック lk は、実施の形態 10に係る電池パック ¾に対して、更に温度制御部 54及び ANDゲート G2を備えたことを特徴としている。温度制御部 54は、温度センサ Sl、コンパレータ A4、抵抗 R23、及び基準電圧源 E24を備えている。

[0229] コンパレータ A4は、一端子が温度センサ S1を介して接続端子 T3に接続され、 + 端子が基準電圧源 E24の正極に接続され、出力端子が ANDゲート G2の入力端子に接続され、電源供給端子が接続端子 T3に接続され、グラウンド端子が接続端子 T 2, T4に接続されている。抵抗 R23は一端が接続端子 T2, T4に接続され、他端がコンパレータ A4の—端子に接続されている。基準電圧源 E24は負極が接続端子 T2, T4に接続されている。また、 ANDゲート G2には、 ORゲート G1の出力端子が接続されている。

[0230] 温度センサ S1は負特性のサーミスタが採用され、ヒータ R21の温度が上昇するにつれて抵抗が減少する。基準電圧源 E24は、ヒータ R21の所定の上限温度を検知するための基準電圧 Vref4を出力する電圧発生回路である。この上限温度はバイメタルスィッチ SW1の動作温度 Tswlより高い。ここで、基準電圧 Vref4は、ヒータ R21 の温度が前記上限温度を超えたとき、コンパレータ A4の +端子の電圧が一端子の電圧以下となる値が設定されて！ヽる。

[0231] コンパレータ A4は、バイメタルスィッチ SW1が上限温度を超え、一端子の電圧が

+端子の電圧より高くなつた場合、ローレベルの信号を出力し、トランジスタ Q1をォフさせる。なお、コンパレータ A4は、コンパレータ A1〜A3同様、ヒステリシスを有するコンパレータが採用されている。

[0232] 次に保護回路 5kの温度保護動作について説明する。例えば図略の充電装置が故障する等して電圧制御がきかなくなると、電圧 Vbが基準電圧 Vreflを超える。そうすると、コンパレータ A1からハイレベルの信号が出力され、 ORゲート G1からハイレべルの信号が出力される。このとき、バイメタルスィッチ SW1の温度が上限温度に達して！ヽな、ため、コンパレータ A4力ハイレベルの信号が出力されて!、る。

[0233] そのため、 ANDゲート G2からハイレベルの信号が出力され、トランジスタ Q1がオンされ、接続端子 T3からヒータ R21に電流が流れ、バイメタルスィッチ SW1が加熱される。そして、ノィメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswlに達すると、バイメタルスィッチ SW1がオフして充電電流が遮断され、過充電保護状態となる。

[0234] 過充電保護状態が継続すると、ヒータ R21は更に温度上昇し、これに伴って温度センサ S1の抵抗は減少する。やがてヒータ R21が上限温度に達すると、コンパレータ A 4はローレベルの信号を出力し、トランジスタ Q1はオフし、ヒータ R21は発熱を停止する。これによつて、バイメタルスィッチ SW1は、上限温度以上に加熱されることが防止され、接点の溶着が防止される。

[0235] 以上説明したように実施の形態 11による保護回路 5kによれば、実施の形態 10による保護回路 ¾の効果を奏することに加え、バイメタルスィッチ SW1の接点の溶着を防止することができる。

[0236] なお、実施の形態 11では、ヒータ R21を用いたがこれに限定されず、過充電保護部 51、チャタリング防止部 52、短絡保護部 53、温度制御部 54、 ORゲート Gl、 AN Dゲート G2、トランジスタ Ql、抵抗 R22、及び温度センサ SIを集積回路とし、主にトランジスタ Q 1がオンしたとときに起因して生じる集積回路の熱を利用してバイメタルスイッチ SW1を加熱してもよい。この場合、ヒータ R21が不要となり部品点数の削減を図ることができる。

[0237] (実施の形態 12)

次に、本発明の実施の形態 12に係る電池パックについて説明する。本発明の実施の形態 12に係る電池パック 11の外観は、図 1に示す電池パック 1と同様である。図 30 は、実施の形態 12に係る電池パック 11の回路図を示している。実施の形態 12に係る電池パック 11は、実施の形態 8の保護回路 5hに対し、チャタリング防止部 52を省き、 ORゲート G1に代えて ANDゲート G2を採用し、温度ヒューズ Fl、温度制御部 54d、及び上限温度変更部 55を備えて、ることを特徴として、る。

[0238] 温度制御部 54dは、実施の形態 11の温度制御部 54に対し、抵抗 R23に代えて直列接続された 2つの抵抗 R24, R25を備え、ヒータ R21が上限温度に達すると、ヒータ R21の通電を停止させる。上限温度変更部 55は、コンパレータ A5、基準電圧源 E 25、及びトランジスタ Q2を備え、ヒータ R21の上限温度を変更する。抵抗 R24と抵抗 R25とは、抵抗値の加算値が保護回路 5kの抵抗 R23の抵抗値と等しくなるように設定されている。

[0239] コンパレータ A5は、 +端子及び電源供給端子が温度ヒューズ F1を介して接続端子 T3に接続され、一端子が基準電圧源 E25の正極に接続され、出力端子がトランジスタ Q2のゲートに接続され、グラウンド端子が接続端子 T2, T4に接続されている。基準電圧源 E25の負極は接続端子 T2, T4に接続されている。トランジスタ Q2は、 nチヤネノレ FETであり、抵抗 R25と並列接続されて!、る。

[0240] 基準電圧源 E25は、コンパレータ A5の一端子に基準電圧 (第 2の過充電保護電圧 )Vref5を印加する。実施の形態 12では、基準電圧 Vref5は基準電圧 Vreflよりも大きな値が設定されている。コンパレータ A5は、コンパレータ A1〜A4同様、ヒステリシスを有するコンパレータが採用されている。

[0241] 温度ヒューズ F1は、実施の形態 1の温度ヒューズ F1と同一構成であるため説明を省く。

[0242] 次に、保護回路 51の動作について説明する。まず、保護回路 5kと同様にして保護回路 51が過充電保護状態になっているとする。過充電保護状態が継続すると、ヒータ R21は更に温度上昇し、これに伴って温度センサ S1の抵抗は減少し、やがてバイメタルスィッチ SW1の上限温度 Thに達する。そうすると、コンパレータ A4はローレべルの信号を出力し、トランジスタ Q1はオフし、ヒータ R21は発熱を停止する。これにより上限温度 Th以上に加熱されることが防止され、接点の溶着が防止される。

[0243] 次にバイメタルスィッチ SW1の接点が溶着した場合の保護回路 51による温度保護動作について説明する。過充電保護状態が継続され、ヒータ R21の上限温度 Thに達しても、ノィメタルスィッチ SW1は接点が溶着しているため、オフされず、二次電池 6への充電が継続して行われる。そして、電圧 Vbが基準電圧 Vref5 ( >Vrefl)を超えると、コンパレータ A5はハイレベルの信号を出力し、トランジスタ Q2はオンする。これにより抵抗 R25は短絡され、コンパレータ A4の—端子の電圧が基準電圧 Vref4以下となり、コンパレータ A4はハイレベルの信号を出力する。このとき、電圧 Vbは基準電圧 Vreflを超えているため、コンパレータ A1はハイレベルの信号を出力している。その結果、トランジスタ Q1はオンし、ヒータ R21は発熱し、バイメタルスィッチ SW1を再び加熱する。これにより、ヒータ R21の上限温度は温度ヒューズ F1の動作温度 Tfu selより高くなる。そして、温度ヒューズ F1の温度が上昇し、動作温度 Tfuselを超えると、温度ヒューズ F1は溶断し、二次電池 6への充電を停止させる。

[0244] このように実施の形態 12による保護回路 51によれば、温度制御部 54dを備えているため、ヒータ R21がバイメタルスィッチ SW1を加熱する温度範囲力動作温度 Tswl より大きぐ動作温度 Tfusel以下の範囲となるため、バイメタルスィッチ SW1の接点の溶着を防止することができる。また、上限温度変更部 55を備えているため、バイメタルスィッチ SW1の接点が溶着され、二次電池 6の過充電が継続され、電圧 Vbが基準電圧 Vref5を超えると、トランジスタ Q2はオンし、ヒータ R21の上限温度が動作温度 Tfuselより高くなる。これにより、ヒータ R21の温度は更に上昇していき、動作温度 Tfuselに達して、温度ヒューズ F1を溶断させるため、バイメタルスィッチ SW1の接点が溶着した場合であっても、二次電池 6を過充電カゝら保護することができる。

[0245] なお、実施の形態 12では、ヒータ R21を用いたがこれに限定されず、過充電保護部 51、温度制御部 54d、上限温度変更部 55、 ANDゲート G2、トランジスタ Ql、及び温度センサ S1を集積回路とし、主にトランジスタ Q1がオンに起因して生じる集積回路の熱を利用してバイメタルスィッチ SW1を加熱してもよい。この場合、ヒータ R21 が不要となり部品点数の削減を図ることができる。更に、この場合、図 33〜36に示すように電池パック 11を構成することが好ま U、。

[0246] 図 33〜36は、実施の形態 12の保護回路 51を集積回路とした場合における電池パック 11の分解構成図を示し、（a)は上面図を示し、（b)は側面図を示している。図 33 ( b)に示すように電池パック 11は、合成樹脂やセラミックスなどの絶縁材料により一体形成されたフレーム体 110と、金属薄板などにより形成された第 1配線導体 120と、金属薄板などに形成された第 2配線導体 130と、バイメタルスィッチ 140 (SW1)と、バイメタルスィッチ 140を覆うカバー体 150と、配線基板 160とを備えている。

[0247] フレーム体 110は、第 1支持部材 111と、第 1支持部材 111に対して所定間隔をおいて対向配置された第 2支持部材 112と、第 1支持部材 111及び第 2支持部材 112 を連結する連結部材 113とを備えている。配線基板 160と連結部材 113との間には空間が設けられ、この空間部に集積回路 ICが配設される。

[0248] 第 1配線導体 120は、第 1支持部材 111上に配設されている。第 2配線導体 130は、第 2支持部材 112上に配設されている。なお、第 2配線導体 130は、連結部材 113 の表面まで延設されて、る。

[0249] バイメタルスィッチ 140は、可動接点部材 141、バイメタル素子 142、及び突起 143 を備えている。可動接点部材 141は、第 1配線導体 120と第 2配線導体 130との間に跨って配設された長尺形状を有し、左端には上側に突出した接点 141aが設けられ、右端が第 2配線導体 130上に固定されている。バイメタル素子 142は、中央部が可動接点部材 141側に湾曲された長尺形状を有し、加熱されたとき、可動接点部材 14 1側に湾曲される。突起 143は、バイメタル素子 142の外力による変形を阻止する。

[0250] 接点 141aは、可動接点部材 141がバイメタル素子 142から下向きの力を受けたとき、第 1配線導体 120から離れる。これによりバイメタルスィッチ 140はオフする。一方、接点 141aは、可動接点部材 141がバイメタル素子 142からの下向きの力を受けないとき、第 1配線導体 120と接触する。これにより、バイメタルスィッチ 140はオンする

[0251] 配線基板 160の上面には、接続端子 Tl, T2が配設されている。第 1配線導体 120 の左側には、温度ヒューズ F1が配設されている。温度ヒューズ F1と二次電池 6の正極端子 6aとは接続配線 LIにより電気的に接続されている。また、配線基板 160の右端には接続端子 T2を接地するための接続配線 L2が取り付けられている。

[0252] なお、実施の形態 12による電池パック 11は図 33に示す構成に代えて、図 34に示す構成を採用してもよい。図 34に示す構成では、配線基板 160と二次電池 6との空間を榭脂 170により埋めたことを特徴としている。また、図 34に示す構成に代えて、図 35に示す構成を採用してもよい。図 35に示す構成では、図 34に示す構成において、二次電池 6と配線基板 160とを 2つのねじ 131, 132によりねじ止めしたことを特徴としている。

[0253] 更に、図 35に示す構成に代えて、図 36に示す構成を採用してもよい。図 36に示す構成では、バイメタルスィッチ 140等が取り付けられた表面を上側に向け、裏面を二次電池 6側に向けて配線基板 160を配設すると共に、接続端子 Tl, T2としてコネクタ C1を採用したことを特徴としている。この場合、充電装置、又は負荷機器はコネクタ C1に対応するコネクタを備え、対応するコネクタをコネクタ C1にはめ込むことで、二次電池 6と電気的に接続される。

[0254] (実施の形態 13)

次に、本発明の実施の形態 13に係る電池パックについて説明する。実施の形態 1 3に係る電池パック lmの外観は、図 1に示す電池パック 1と同様である。図 31は、実施の形態 13に係る電池パック lmの回路図を示している。保護回路 5mは、集積回路 IC及びバイメタルスィッチ SW1を備えている。集積回路 ICは、トランジスタ (スィッチング部） Ql、トランジスタ（抵抗） Q2、 ANDゲート（スイッチング部） G2、 ORゲート (スイッチング部） G2、減電圧制御部（電源制御部） 610、電源制御部 620、過充電制御部 (第 1の過充電保護部及び第 2の過充電保護部) 630、短絡保護部 640、及び温度制御部 650を備えている。トランジスタ Q1は nチャネル FETであり、ゲートが AND ゲート G2の出力端子に接続され、ドレインが接続端子 T3に接続され、ソースが接続端子 T2, T4に接続されている。トランジスタ Q2は pチャネル FETであり、ゲートが減電圧制御部 610及び電源制御部 620に接続され、ドレインが接続端子 T3に接続され、ソースが接続端子 T1に接続されている。

[0255] 減電圧制御部 610は、電圧 Vbが所定の過放電防止電圧以下の場合、電源制御部 620とトランジスタ Q2とをオフし、二次電池 6の過放電を防止する。

[0256] 電源制御部 620は、過充電制御部 630、短絡保護部 640、及び温度制御部 650 に電力を供給する。過充電制御部 630は、過充電保護状態においてバイメタルスィツチ SW1がオフしている場合に、接続端子 Tl, T2に充電装置が接続され、過充電が継続されて、るか否かを検知する。

[0257] 短絡保護部 640は、バイメタルスィッチ SW1がオフしている過電流保護状態において、接続端子 Tl, T2に過電流を引き起こすような負荷が接続されている又は短絡されて!/ヽるか否かを検知する。

[0258] 温度制御部 650は、ヒータ素子とスィッチ素子とを兼ねるトランジスタ Q1の発熱に起因する集積回路 ICの温度を検知し、この温度が所定の設定温度を超えた場合、トランジスタ Q1をオフする。

[0259] 図 32は保護回路 5mの詳細な構成を示す回路図である。減電圧制御部 610は、コンパレータ A6、及び基準電圧源 E26を備えている。基準電圧源 E26は、電圧発生回路力も構成され、過放電防止電圧 Vref 6をコンパレータ A6の +端子に印加する。コンパレータ A6は、電圧 Vbが過放電防止電圧 Vref6を超えた場合、ローレベルの信号を出力し、トランジスタ Q2及び電源制御部 620をオンする。ここで、過放電防止電圧 Vref6は基準電圧 Vrefl, Vref3, Vref4よりも小さい。

[0260] 電源制御部 620は、コンパレータ Al, A2, A3, A4の電源供給端子と接続され、これらのコンパレータに電力を供給する。なお、図 9において、コンパレータ A2と電源制御部 620との結線は省略して、る。

[0261] 過充電制御部 630は、コンパレータ Al, A2、基準電圧源 E21を備えている。コンノルータ A1及び基準電圧源 E21は、実施の形態 8による保護回路 5hに示す過充電保護部 51に相当し、コンパレータ A2及び基準電圧源 E21は、保護回路 5hに示すチャタリング防止部 52に相当し、二次電池 6の過充電を検知して二次電池 6を過充電から保護すると共に、過充電保護状態において、バイメタルスィッチ SW1に生じるチャタリングを防止する。

[0262] 短絡保護部 640は、コンパレータ A3及び基準電圧源 E23を備えている。コンパレータ A3は出力端子が ORゲート G1の入力端子に接続され、 +端子が基準電圧源 E 23の負極に接続され、一端子が接続端子 T1に接続され、電源供給端子が電源制御部 620に接続され、グラウンド端子が接続端子 T2, T4に接続されている。

[0263] コンパレータ A3は、二次電池 6の電圧 Vbが基準電圧 Vref3と電圧 Vcとをカ卩算した電圧を超える場合 (Vb >Vc+Ref3)、過電流保護状態において、接続端子 Tl, T2 に負荷の接続が継続されていると判定し、ハイレベルの信号を出力する。これにより、過電流保護状態にぉ、てバイメタルスィッチ SW1で生じるチャタリングを防止することができる。

[0264] 温度制御部 650は、コンパレータ A4、基準電圧源 E24、抵抗 R23、温度センサ SI 、基準電圧源 E27を備え、実施の形態 11による保護回路 5kに示す温度制御部 54 に相当する。

[0265] コンパレータ A4は出力端子が ANDゲート G2の入力端子に接続され、一端子が抵抗 R23を介して接続端子 T2, T4に接続され、 +端子が基準電圧源 E24を介して接続端子 T2, T4と接続され、グラウンド端子が接続端子 T2, T4に接続されている。基準電圧源 E27は、負極が接続端子 T2, T4と接続され、正極が温度センサ S1を介してコンパレータ A4の一端子に接続されて!、る。

[0266] 次に実施の形態 13による保護回路 5mの動作について説明する。まず、保護回路 5mによる過放電保護動作について説明する。二次電池 6の放電が進み、電圧 Vbが過放電防止電圧 Vref6以下になると、コンパレータ A6はハイレベルの信号を出力し、トランジスタ Q2及び電源制御部 620をオフさせる。従って、コンパレータ A1〜A4 に二次電池 6の電力が供給されることが防止され、接続端子 Tl, T2間に負荷が接続されて、な、場合にぉ、て生じる過放電から二次電池 6を保護することができる。

[0267] 次に保護回路 5mによる過電流保護状態における短絡保護動作について説明する。過電流保護状態に至るまでの過程及び過電流保護状態にぉヽてバイメタルスイツチ SW1のチャタリングを防止するまでの過程は、実施の形態 9の保護回路 5iと同一であるため説明を省く。

[0268] 過電流保護状態において、接続端子 Tl, T2間の短絡が解除されると、二次電池 6 力もトランジスタ Q2を経由して、接続端子 T1に微小電流が流れる。このとき、接続端子 Tl, T2間に負荷が接続されていないため、電圧 Vcと電圧 Vbとはほぼ同じ値となり、電圧 Vbと電圧 Vcとの差が基準電圧 Vref3以下になる結果、コンパレータ A3は口一レベルの信号を出力する。このとき、コンパレータ A1もローレベルの信号を出力しているため、トランジスタ Q1はオフされ、バイメタルスィッチ SW1は、加熱が停止され、自然冷却により動作温度 Tswl以下になると、オンし、保護回路 5は過電流保護状態から通常状態に復帰する。

[0269] なお、過充電制御部 630による過充電保護動作及び過充電保護状態におけるチャタリング防止動作は、実施の形態 8による保護回路 5hと同一であり、また、温度制御部 650による温度保護動作は、実施の形態 11の保護回路 5kと同一であるため説明を省略する。

[0270] 以上説明したように実施の形態 13による電池パック lmによれば、実施の形態 8〜1 2の保護回路 51！〜 51と同一の作用効果を奏することができることに加え、減電圧制御部 610及びトランジスタ Q2を備えているため、二次電池 6を過放電力も保護することができる。

[0271] (実施の形態 14)

次に、本発明の実施の形態 14に係る電池パックについて説明する。本発明の実施の形態 14に係る電池パック Inの外観は、図 1に示す電池パック 1と同様である。図 3 7は、実施の形態 14に係る電池パック Inの回路図を示している。電池パック Inは、保護回路 5nと二次電池 6とを備えている。二次電池 6は、例えばリチウムイオン二次電池、リチウリチウムポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池、あるいはニッケル力ドミゥムニ次電池等の充電可能な二次電池である。保護回路 5nは、二次電池 6を過充電や、過電流から保護する回路である。

[0272] 保護回路 5nは、接続端子 T1〜T4 (第 1〜第 4の接続端子）、バイメタルスィッチ S Wl、温度ヒューズ Fl、ヒータ R31, R32、過充電保護部 51、及び温度ヒューズ制御部 56を備える。過充電保護部 51は、コンパレータ Al、基準電圧源 E31、及びトランジスタ Q1を備えている。温度ヒューズ制御部 56は、カウンタ Cl、トランジスタ Q2を備えている。

[0273] 接続端子 T1及び接続端子 T2は、二次電池 6を充電する図略の充電装置及び Z 又は二次電池 6からの放電電流により駆動される負荷機器を接続するための接続端子である。負荷機器は、例えば携帯電話機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯型パ一ソナルコンピュータ、電動工具等、電池で駆動される種々の電気機器である。接続端子 T3は二次電池 6の正極に接続され、接続端子 T4は二次電池 6の負極に接続されている。

[0274] ノィメタルスィッチ SW1は、予め設定された所定の動作温度 Tswlを超えた場合にオフする感熱スィッチであり、動作温度 Tswlは、例えば二次電池 6の特性を劣化させな、温度範囲における最高温度が設定されて、る。

[0275] また、バイメタルスィッチ SW1は、温度が上昇してオフした後、温度が低下すれば再びオンする復帰形の感熱スィッチである。なお、感熱スィッチとしては、バイメタルスィッチに代えて、形状記憶合金を用いたスィッチ（例えば、実公平 7—4770、特開平 11— 224579に記載のもの）や、形状記憶榭脂を用いたスィッチを、同様にして用いることがでさる。

[0276] 形状記憶合金としては、ニッケルチタン合金系、銅—亜鉛アルミニウム合金などの熱弾性型マルテンサイト変態および逆変態に基づき、復元力を有する形状記憶合金であれば良ぐこれらの合金がその変形された形状より復元された形状に変化する形状変化温度範囲は、形状記憶合金の組成を適宜に選定したり、熱処理プロセスを変更したりすることにより変更可能である。

[0277] 形状記憶榭脂としては、架橋または部分結晶化させた固定相と可逆相が混在しているポリエステル、ポリウレタン、スチレン 'ブタジエン、トランスポリイソプレンなどの榭脂を用いることができる。

[0278] 温度ヒューズ F1は、ヒータ R32によって加熱され、その熱によって溶断されると共に、二次電池 6と近接して、あるいは絶縁物を挟んで密着されて配設され、二次電池 6 が過充電や過大な放電によって発熱した場合に、その熱で溶断されるヒューズである。温度ヒューズ F1の溶断する動作温度 Tfuselは、バイメタルスィッチ SW1の動作温度 Tswlよりも高い温度に設定されている。また、温度ヒューズ F1の動作速度は、ノィメタルスィッチ SW1よりも遅くなるように、溶断特性が設定されている。温度ヒューズ F1は、一度溶断したら、導通状態に復帰することのない非復帰形の感熱スィッチである。この場合、バイメタルスィッチ SW1の動作温度 Tswlと、ヒータ R31の最終到達温度 Thlと、温度ヒューズ Flの動作温度 Tfuselとヒータ R2の最終到達温度 Th2とは、下記式（3)で示す関係となる。

[0279] Tswl < Th 1 < Tf use 1 < Th2 · · · (3)

[0280] また、バイメタルスィッチ SWl及び温度ヒューズ Flの動作温度、及び動作速度の設定は、バイメタルスィッチ SW1及び温度ヒューズ F1自体の部品の特性を設定するほか、バイメタルスィッチ SW1を温度ヒューズ F1よりも先に動作させるために、例えばバイメタルスィッチ SW1と二次電池 6との間の熱抵抗が温度ヒューズ F1と二次電池 6 との間の熱抵抗よりも小さくなるようにバイメタルスィッチ SW1と二次電池 6とを近接させたり密着させたりする構成によってもよぐ例えば、バイメタルスィッチ SW1の接点抵抗や可動切片における抵抗を上昇させて自己発熱量を増大させたり、バイメタルスィッチ SW1が放熱する際の周囲に対する熱抵抗を増大させたり、バイメタルスイツチ SW1を小型化して熱容量を低減させたりすることによってノィメタルスィッチ SW1 を自己発熱により温度上昇し易い構成としてもよい。

[0281] また、温度ヒューズ F1の動作をバイメタルスィッチ SW1より遅らせるために、例えば温度ヒューズ F1が放熱する際の周囲に対する熱抵抗を減少させたり、例えば温度ヒユーズ F1に熱伝導性のょ、材料を接触させる等の方法により温度ヒューズ F1を大型化することなく温度ヒューズ F1のみかけの熱容量を増大させたりすることによって、温度ヒューズ F1を温度上昇し難、構成としてもよ!、。

[0282] ヒータ R31, R32は、例えば正の温度特性、すなわち温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTC (Positive Temperature Coefficient)サーミスタが用いられる。これにより、ヒータ R31に電圧を印加すると、ヒータ R31の自己発熱によってヒータ R31の抵抗値が増大し、ヒータ R31, R32を流れる電流が減少する結果、ヒータ R31, R32の温度は最終的に、最終到達温度 Thl, Th2で一定となる。最終到達温度 Thlは、バィメタルスィッチ SW1の動作温度 Tswlを超える温度であって、二次電池 6や保護回路 5nを損傷しない程度の温度が設定されている。これにより、ヒータ R31の発熱によつて二次電池 6や保護回路 5nを損傷したりすることを抑制することができる。また、最終到達温度 Th2は、温度ヒューズ F1の動作温度 Tfuselを超える温度であって、二次電池 6や保護回路 5nを損傷しな、程度の温度が設定されて!、る。 [0283] ノィメタルスィッチ SW1は、接続端子 T1及び温度ヒューズ F1間に接続されて!ヽる o温度ヒューズ F1はバイメタルスィッチ SW1及び接続端子 T3間に接続されて!、る。

[0284] コンパレータ A1は、プラス端子及び電源供給端子が温度ヒューズ F1を介して接続端子 T3に接続され、二次電池 6から供給される電力によって駆動される。また、コンノルータ A1は、—端子が基準電圧源 E31の正極に接続され、出力端子がトランジスタ Q1のゲート及びカウンタ C1の入力端子に接続され、グラウンド端子が接続端子 T 2, T4に接続されている。基準電圧源 E31は、負極が接続端子 T2, T4に接続され、所定の過充電保護電圧 Vreflをコンパレータ A1の一端子に印加する電圧発生回路である。

[0285] トランジスタ Q 1は、 nチャネル電界効果型トランジスタ力構成され、ドレイン力 Sヒータ R31を介して、温度ヒューズ F1に接続され、ソースが接続端子 T2, T4に接続されている。トランジスタ Q2は、 nチャネル電界効果型トランジスタカゝら構成され、ゲートがカウンタ C1の出力端子に接続され、ドレイン力ヒータ R32を介して温度ヒューズ F1に接続され、ソースが接続端子 T2, T4に接続されている。

[0286] コンパレータ A1は、接続端子 T3及び T4間の電圧 Vbが所定の過充電保護電圧 V ref 1を超えた場合、ハイレベルの信号を出力してトランジスタ Q1をオンさせ、電圧 Vb が過充電保護電圧 Vrefl以下の場合、ローレベルの信号を出力してトランジスタ Q1 をオフさせる。実施の形態 14では、過充電保護電圧 Vreflとして、 Ref 1 =4. 3Vが採用されている。

[0287] カウンタ C1は、公知のカウンタ力構成され、コンパレータ A1から出力される信号力一レベル力もハイレベルに変化する毎にカウントアップし、カウント値が所定の規定値を超えたとき、ハイレベルの信号を出力し、トランジスタ Q2をオンさせる。

[0288] 次に保護回路 5nの動作について説明する。まず、保護回路 5nによる過充電保護動作について説明する。接続端子 Tl, T2に図略の充電装置が接続され、充電装置カゝら電圧 Vcが接続端子 Tl, T2間に印加されると、電圧 Vbが過充電保護電圧 Vref 1以下の通常状態において、バイメタルスィッチ SW1はオンし、二次電池 6が充電される。ここで、電圧 Vcは、正常時は例えば最大 4. 2Vである。

[0289] そして、例えば図略の充電装置が故障する等して電圧制御がきかなくなると、電圧 Vbが過充電保護電圧 Vreflを超える。そうすると、コンパレータ A1からハイレベルの信号が出力され、トランジスタ Q1がオンされ、ヒータ R31に電流が流れ、ノィメタルスイッチ SW1が加熱される。そして、バイメタルスィッチ SW1の温度が動作温度 Tswl に達すると、バイメタルスィッチ SW1がオフして充電電流が遮断され、過充電保護状態とされる。これにより、二次電池 6は過充電力保護される。

[0290] 次に、保護回路 5nによる過電流保護について説明する。まず、バイメタルスィッチ S W1がオンしている状態で、例えば接続端子 Tl, T2に金属片が接触したり、接続端子 Tl, T2に接続された図略の携帯電話機等の負荷機器が故障したりすることによつて、接続端子 Tl, T2が短絡、又は接続端子 Tl, T2間の抵抗値が低抵抗になると、二次電池 6から温度ヒューズ F1及びバイメタルスィッチ SW1を介して過電流が流れる。バイメタルスィッチ SW1は過電流が流れると、接点抵抗によって加熱される。

[0291] そして、バイメタルスィッチ SW1は、温度が動作温度 Tswlに達すると、オフして二次電池 6の放電電流を遮断し、保護回路 5nは過電流保護状態となり、二次電池 6 は過電流力も保護される。このとき、コンパレータ A1の出力はローレベルであり、ヒータ R31の加熱は停止されているため、ノィメタルスィッチ SW1は自然冷却される。そして、ノィメタルスィッチ SW1は、動作温度 Tswl以下となると、再びオンし、保護回路 5nは、過電流保護状態から通常状態に復帰する。

[0292] 次に、保護回路 5nによるバイメタルスィッチ SW1の溶着回避動作について説明する。コンパレータ A1は、電圧 Vbが過充電保護電圧 Vreflを超えたときに、トランジスタ Q1をオンさせ、ヒータ R31をカ卩熱させ、バイメタルスィッチ SW1をオフさせる。一方、コンパレータ A1は、電圧 Vbが過充電保護電圧 Vrefl以下となったとき、トランジスタ Q1をオフさせ、ヒータ R31の加熱を停止し、バイメタルスィッチ SW1をオンさせる。

[0293] 従って、バイメタルスィッチ SW1は、コンパレータ A1から出力される信号がローレベルからハイレベルに変化するとき、バイメタルと接点とが接触状態カゝら非接触状態となる接点動作が発生すると考えることができる。

[0294] そこで、カウンタ C1は、コンパレータ A1から出力される信号のレベルが切り替わる毎にカウントアップする。そして、カウント値が所定の値を超えたとき、トランジスタ Q2 をオンさせ、ヒータ R32を加熱させ、温度ヒューズ F1を溶断する。これにより、バイメタルスイッチ SW1の動作回数が動作保証回数に到達する前に、二次電池の充放電を停止させることが可能となり、ノィメタルスィッチ SW1が溶着して過充電保護機能及び過電流保護機能が機能しなくなることを防止することができ、ユーザの安全を守ることができる。

[0295] バイメタルスィッチ SW1は、過電流保護する際、ヒータ R31の加熱によらず、自己発熱によってオフするため、カウンタ C1のカウント数は、バイメタルスィッチのオフする回数の正確な値を示していない。し力しながら、カウンタ C1のカウント数が増大するにつれてバイメタルスィッチのオフする回数も増大することは確かであるため、前記所定の値をバイメタルスィッチ SW1が自己発熱によりオフする回数も加味して設定すれば、ノィメタルスィッチ SW1の溶着を確実に防止することができる。

[0296] 以上説明したように保護回路 5nによれば、バイメタルスィッチ SW1を用いて二次電池 6を過充電及び過電流力保護することができるので、図 51に示す背景技術に係る保護回路 1002のように、放電電流を遮断する FET1006と、充電電流を遮断する FET1007と、過電流を検出するための基準電圧源 1009、コンパレータ 1111、及び抵抗 1112と、二つの FET1006, 1007のオン'オフを制御するための論理回路 1 013とを必要とせず、保護回路 5nの回路を簡素化することができ、保護回路 5nを小型化することが容易となる。

[0297] また、コンパレータ A1によって過充電が検出され、ヒータ R31によりバイメタルスイツチ SW1を加熱することによってバイメタルスィッチ SW1をオフさせるので、例えば図 5 2や図 53に示すように二次電池 1022と直列に接続されたバイメタルスィッチ 1023又は PTC素子 1032のみによって過充電保護を行う場合よりも過充電を検出する精度を向上させることができ、過充電保護動作が行われないまま二次電池 6が過充電されたり、二次電池 6の特性が劣化したり、二次電池 6の膨張や変形等を招いたりするおそれを低減することができる。

[0298] 更に、コンパレータ A1の信号がローレベルからハイレベルに変化する回数をカウントし、カウント数が所定の値に達した場合に、ヒータ R32が加熱され、温度ヒューズ F1 を溶断させるため、バイメタルスィッチ SW1が溶着して保護回路 5nによる過充電保護機能及び過電流保護機能が機能しなくなることを防止し、二次電池 6を保護することができることに加え、ユーザに対する安全を確保することができる。

[0299] なお、実施の形態 14において、バイメタルスィッチ SW1をトランジスタ Q1のオン時に生じる熱によって加熱すると共に、温度ヒューズ F1をトランジスタ Q2のオン時に生じる熱によって加熱してもよい。この場合、ヒータ R31, R32が不要となり、回路の簡略ィ匕及び低コストィ匕を図ることができる。更に、過充電保護部 51及び温度ヒューズ制御部 56魏積回路 ICにより構成し、この集積回路 ICの熱が温度ヒューズ F1とバイメタルスィッチ SW1に伝わるように温度ヒューズ F1とバイメタルスィッチ SW1とを配置してもよい。この場合、回路の小型化を図ることができる。また、バイメタル SW1として自己保持型バイメタルスィッチを用いると、過電流保護状態の継続が可能である。

[0300] (実施の形態 15)

次に実施の形態 15に係る電池パックにつ、て説明する。実施の形態 15に係る電池パックは、回路構成が複雑ィ匕することなどに起因し、配線基板に保護回路を構成してなる保護回路基板の小型化にも限界が生じ、保護回路基板を用いて電池パックを構成する場合にあっては電池パックの小型化も阻害される場合が生じ得るという問題を解決することを目的とするものである。

[0301] 図 38は、可動接点部材とバイメタル素子と力もなるバイメタルスィッチ 402を用いた感熱保護スィッチ装置 400の構成を示す図で、実施の形態 15に係る電池パックが備える感熱保護スィッチ装置と対比するためのものである。すなわち、可動接点部材とバイメタル素子とからなるバイメタルスィッチ 402を用いた感熱保護スィッチ装置 400 を二次電池の充放電回路に介挿し、二次電池に過剰な充電電流が流れた場合に過充電検出回路から出力される検出信号に基づいてヒータ 406を発熱させてバイメタルスイッチ 402を作動させることで回路をオフにすると共に、二次電池に過大な放電電流が流れた場合に可動接点部材の可動接点の接触抵抗により生成されるジユール熱によりバイメタルスィッチ 2を作動させることで回路をオフにし、これにより二次電池に過剰な充電電流が流れたり、過大な放電電流が流れたりするのを阻止することが可能である。

[0302] このような構成の保護回路によれば、過充電検出回路を備えるだけで二次電池に流れる過剰な充電電流と過大な放電電流とを阻止することができ、従来の図 51に示す構成に比べて保護回路の構成部品点数が削減されて回路構成が簡素化されるだけでなく、回路構成が簡素化されることで配線基板上に各構成部品を配置してなる保護回路基板も小型化されることになる。

[0303] ところが、バイメタルスィッチ 402とバイメタルスィッチ 402をカ卩熱するためのヒータ 4 06とを配線基板 408に一体的に組み込む必要があることから、保護回路基板の組み立てが煩雑ィ匕するだけでなぐ配線基板 408の構造が複雑ィ匕することで保護回路基板の小型化に限界が生じ、電池パックを構成する場合にあっては電池パックの小型化も阻害される場合が生じ得る。このため、以下に、カゝかる不都合の生じない本発明の感熱保護スィッチ装置を電池パックに適用した場合について説明する。

[0304] 図 39は本発明の実施の形態 15に係る電池パック loの概略構成を説明するための外観分解斜視図である。この図において、電池パック loは、扁平状の電池収納部 12 と、電池収納部 12の開口端側に嵌合される回路収納部 14と、電池収納部 12と回路収納部 14との間に介在される絶^ぺーサ 16とを備えている。

[0305] 電池収納部 12は、例えばニッケルメツキを表面に施した鋼板などにより構成された上面開放状のケース 18に、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、二ッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池などの二次電池 20を凸状の正極端子 22が開口端力も突出するように収納され、ケース 18に二次電池 20を収納した後にかしめ封口され、ケース 18の内部において二次電池 20の負極端子 23がケース 18に接続されている。

[0306] 回路収納部 14は、例えば合成樹脂材料などにより構成された下面開放状のケース 24に、後述する保護回路 40を構成した保護回路基板 26が収納されている。ケース 24の有底上面に形成された複数の窓部 28には、二次電池 20の正極端子 22及び負極端子 23に対応する接続端子 T1 (第 1の接続端子)及び接続端子 T2 (第 2の接続端子）が露出されて配設されている。ケース 24の開口面における対向端縁には、下方に延びる金属板力もなる接続端子 30が設けられている。回路収納部 14は、保護回路 40を構成した保護回路基板 26を内部に収納し、絶&^ぺーサ 16を介して電池収納部 12の開口端側に組み合わされる。そして、接続端子 30がケース 18に電気的に接続され、電池パック loが構成される。 [0307] 図 40は、図 39に示す電池パック loの回路図を示す。電池パック loは、二次電池 2 0に対し図略の充電装置あるいは携帯電話機などの負荷装置が接続される上述した接続端子 T1及び接続端子 T2を備え、二次電池 20の正極端子 22及び負極端子 23 と接続端子 T1及び接続端子 T2との間に、二次電池 20に過剰な充電電流が流れるのを阻止すると共に、過大な放電電流が流れるのを阻止する保護回路 40が接続されている。

[0308] この保護回路 40は、二次電池 20の正極端子 22と接続端子 T1との間に介挿された感熱保護スィッチ装置 42と、二次電池 20の正極端子 22と負極端子 23との間に接続され、二次電池 20に過剰な充電電流が流れることで二次電池 20が過剰に充電されたことを検出する過充電検出回路 44と、過充電検出回路 44の検出信号によりオンオフ制御されるスィッチ素子である MOSFET46と、二次電池 20の正極端子 22と負極端子 23との間に MOSFET46を介して接続された加熱体であるヒータ 48とを備えている。

[0309] ここで、感熱保護スィッチ装置 42は、バイメタルスィッチを用いて構成され、このバィメタルスィッチがヒータ 48により加熱されていない場合には、二次電池 20の充放電回路をオンにし、バイメタルスィッチがヒータ 48により加熱された場合には、二次電池 20の充放電回路をオフにする。この感熱保護スィッチ装置 42の具体的構成については後述する。

[0310] また、過充電検出回路 44は、コンパレータ 50と基準電圧源 502とを備え、コンパレータ 50の +端子が二次電池 20の正極端子 22に接続されると共に、—端子が基準電圧源 502に接続され、出力端子が MOSFET46のゲート Gに接続されている。ここで、基準電圧源 502は、二次電池 20が満充電状態を超え、過剰な充電電流の流れる過充電状態になったと判別し得る電圧値が設定されている。なお、 MOSFET46 のドレイン Dはヒータ 48に接続され、ソース Sは二次電池 20の負極端子 23に接続されている。

[0311] 図 41は、感熱保護スィッチ装置 42の具体的構成の一例を説明するための要部断面図である。すなわち、感熱保護スィッチ装置 42は、配線基板に表面実装可能に構成され、合成樹脂やセラミックスなどの絶縁材料により一体形成されたフレーム体 60 と、金属薄板などにより形成された第 1配線導体 602と、金属薄板などに形成された第 2配線導体 604と、感熱スィッチ素子であるバイメタルスィッチ 66と、フレーム体 60 の表面側においてバイメタルスィッチ 66を覆うカバー体 68とを備えている。

[0312] ここで、フレーム体 60は、第 1支持部材 70と、第 1支持部材 70と所定間隔をおいて対向配置された第 2支持部材 702と、第 1支持部材 70と第 2支持部材 702とを第 1面 (表面)と第 1面に対向する第 2面 (裏面)との間（図示の上下面間)の中間部において連結する連結部材 704とを備えている。このフレーム体 60は、連結部材 704を第 1 支持部材 70及び第 2支持部材 702の表裏面間の中間部に形成することで、連結部材 704の裏面側であって、第 1支持部材 70及び第 2支持部材 702間に凹部 (空間部 ) 706を形成する。そして、この凹部 706を外部に通じる開放状とすることで、感熱保護スィッチ装置 42を配線基板などに実装する際に、凹部 706にバイメタルスィッチ 6 6を加熱するためのヒータ 48 (図 40)を配設することができる。

[0313] 第 1配線導体 602は、第 1支持部材 70の上側に配設されて第 1接点 (第 1接続点） 78を構成する。また、第 1配線導体 602は、第 1接点 78から第 1支持部材 70の外側面を介して延設され、第 1取付端子 80を構成する。この第 1取付端子 80は、第 1支持部材 70の裏面と面一になるように第 1支持部材 70の裏面位置で外方に屈曲されている。

[0314] 第 2配線導体 604は、第 2支持部材 702の上側に配設されて第 2接点 (第 2接続点 ) 82を構成する。また、第 2配線導体 604は、第 2接点 82から第 2支持部材 702の外側面を介して延設されることで第 2取付端子 84を構成する。この第 2取付端子 84は、第 2支持部材 702の裏面と面一になるように第 2支持部材 702の裏面位置で外方に屈曲されている。なお、第 2配線導体 604は、連結部材 74の表面にも延設されている。これにより、後述するバイメタル素子 88の取り付けが容易になる。

[0315] ノィメタルスィッチ 66は、第 1接点 78及び第 2接点 82間に跨って配設された長尺状の可動接点部材 86と、連結部材 704の表面に配設されたバイメタル素子 88とを備えている。

[0316] ここで、可動接点部材 86は、一端が固定接点 90とされ、他端が可動接点 92とされている。固定接点 90は、スポット溶接などにより第 2接点 82に取り付けられている。可動接点 92は、バイメタルスィッチ 66がバイメタル素子 88の作用力を受けない場合、第 1接点 78と常に接触して、第 1接点 78及び第 2接点 82間をオンする。可動接点 92 は、バイメタル素子 88の作用力を受けた場合、第 1接点 78から離反することで第 1接点 78及び第 2接点 82間をオフにする。

[0317] また、バイメタル素子 88は、中央部が可動接点部材 86側に湾曲された長尺状のもので、第 2支持部材 702側に位置する一端力 Sスポット溶接などにより第 2配線導体 60 4に取り付けられ、バイメタル素子 88が加熱された場合に可動接点部材 86側に湾曲され、可動接点部材 86に接触するときの作用力により可動接点 92を第 1接点 78から離反させる。なお、連結部材 704の表面側には、バイメタル素子 88の位置精度を向上させるための突起 95が設けられて、る。

[0318] カバー体 68は、バイメタルスィッチ 66を外圧や塵埃など力保護するためのものであり、長尺状の絶縁板材の長手方向両端を第 1取付端子 80及び第 2取付端子 84側に屈曲させた構造を有している。カバー体 68は、端面が第 1取付端子 80及び第 2取付端子 84に接着するなどして固定されている。

[0319] このように構成された感熱保護スィッチ装置 42は、ヒータ 48 (図 40)の取り付けられた配線基板にヒータ 48がフレーム体 60の凹部 706に配設されるようにして第 1取付端子 80及び第 2取付端子 84により表面実装される。そして、この感熱保護スィッチ装置 42を用いた保護回路 40は次のように動作する。

[0320] すなわち、接続端子 T1及び接続端子 T2間に充電装置が接続されて二次電池 20 が充電される場合、二次電池 20が過剰な充電状態に達するまでは基準電圧源 502 の電圧は二次電池 20の電圧よりも高!、ことから、コンパレータ 50からはローレベルの信号が出力されて MOSFET46がオフにされ、ヒータ 48は非通電状態となる。このため、感熱保護スィッチ装置 42はオン状態が維持され、二次電池 20に対する充電が継続される。なお、充電装置は、二次電池 20が満充電に達した場合に充電動作を停止させる保護回路を備えているため、満充電状態に達した場合に充電動作が終了される。

[0321] ところが、充電装置の故障などによる誤動作により二次電池 20に過剰な充電電流が流れた場合、二次電池 20の電圧が基準電圧源 502の電圧よりも高くなることから、コンパレータ 50からはハイレベルの信号が出力されて MOSFET46がオンにされ、ヒータ 48が通電されて発熱される。

[0322] これにより、バイメタルスィッチ 66を構成しているバイメタル素子 88が加熱されて可動接点部材 86側に湾曲され、バイメタル素子 88の作用力で可動接点 92が第 1接点 78から離反されることで充電状態にある回路がオフにされ、充電装置から供給される二次電池 20への充電電流の供給が停止される。これにより、二次電池 20が過剰に充電されることが効果的に阻止される。

[0323] 一方、接続端子 T1及び接続端子 T2間に携帯電話機などの負荷装置が接続され、負荷装置の故障などにより二次電池 20に過大な放電電流が流れた場合、可動接点 92と第 1接点 78との間の接触抵抗により生成されるジュール熱により可動接点部材 86が加熱され、この加熱された可動接点部材 86によりバイメタル素子 88が加熱される。これにより、バイメタル素子 88の湾曲による作用力で可動接点部材 86の可動接点 92が第 1接点 78から離反され、通電状態にあった回路がオフにされ、二次電池 20からの負荷装置への電力供給が停止される。これにより、二次電池 20に過大な放電電流が流れるのが効果的に阻止される。

[0324] 図 42は、図 39に示す保護回路基板 26の側面図である。この保護回路基板 26は、例えば、ヒータ 48を配線基板 96の表面の所定位置に耐熱性接着剤などで固定したのち、感熱保護スィッチ装置 42の凹部 706にヒータ 48が配設されるようにして、配線基板 96に表面実装されている。具体的には、保護回路基板 26は、配線基板 96の図略のランドに第 1取付端子 80及び第 2取付端子 84が導電性接着剤などにより、配線基板 96に接続されて表面実装されている。また、配線基板 96には、過充電検出回路 44及び MOSFET46を含む回路部分を混成集積回路化するなどした制御回路部 98が図略のランドに接続して表面実装されて、る。

[0325] ここで、保護回路基板 26を構成する配線基板 96は、その表面の両端部に二次電池 20の正極端子 22及び負極端子 23に接続するための第 1取付電極 100と、第 2取付電極 102とが配設されている。また、配線基板 96は、裏面に接続端子 T1及び接続端子 T2が配設されている。更に、配線基板 96は、感熱保護スィッチ装置 42、ヒータ 48、制御回路部 98、第 1取付電極 100、第 2取付電極 102、接続端子 T1及び接続端子 T2を結線するための図略の配線パターンが配設されている。

[0326] このように構成された保護回路基板 26は、感熱保護スィッチ装置 42がヒータ 48とは独立して取り扱うことのできるユニットィ匕されたものであり、凹部 706が外部に通じる開放状とされているため、ヒータ 48を配線基板 96に実装した後で、ヒータ 48の実装とは独立して感熱保護スィッチ装置 42を配線基板 96に実装することができる。このため、保護回路基板 26の組み立てが容易になると共に、配線基板 96の構造が複雑ィ匕することもなヽので保護回路基板 26の小型化を促進することができ、これにより電池ノック loの小型化も促進することができる。

[0327] 図 43は、図 42に示す保護回路基板 26を用いて図 39に示す電池パック loを構成する場合の二次電池 20に対する保護回路基板 26の配置構成と、二次電池 20と保護回路基板 26との電気的接続関係を概念的に示す図である。なお、図 43において、二次電池 20を収納するケース 18と保護回路基板 26を収納するケース 24とは取り除かれている。

[0328] すなわち、二次電池 20を収納した図略のケース 18に、保護回路基板 26を収納した図略のケース 24を嵌合することにより、保護回路基板 26が感熱保護スィッチ装置 42などを実装した側を二次電池 20に対向するように配置され、保護回路基板 26の第 1取付電極 100と二次電池 20の負極端子 23とが接続端子 30 (図 39)により接続されると共に、第 2取付電極 102と二次電池 20の正極端子 22とが接続端子 104により接続され、接続端子 T1及び接続端子 T2をケース 24の窓部 28 (図 39)に露出させることで電池パック loが構成される。なお、二次電池 20と保護回路基板 26との空隙部などに絶縁榭脂をモールドすることも可能である。このように、絶縁榭脂をモールドする場合には、感熱保護スィッチ装置 42のカバー体 68は密封構造とすることが好ましい。

[0329] 図 44は、上記のように構成された感熱保護スィッチ装置 42を用いると共に、保護回路 40のうちの感熱保護スィッチ装置 42のみ除いた部分を半導体集積回路化した IC 素子 210を用い、これらを配線基板 212上に実装して構成した保護回路基板 26の側面図である。この保護回路基板 26は、例えば、 IC素子 210をヒータ 48がバイメタル素子 88側に向くようにして配線基板 212の表面に耐熱性接着剤などで固定したのち、感熱保護スィッチ装置 42をその凹部 706に IC素子 210が収納されるようにして配線基板 212の図略のランドに第 1取付端子 80及び第 2取付端子 84を導電性接着剤などにより接続して表面実装することで構成したものである。

[0330] ここで、保護回路基板 26を構成する配線基板 212は、その表面の両端部に二次電池 20の正極端子 22及び負極端子 23に接続するための第 1取付電極 114及び第 2 取付電極 116が配設されると共に、裏面に接続端子 T1及び接続端子 T2が配設され、感熱保護スィッチ装置 42、 IC素子 210、第 1取付電極 114、第 2取付電極 116、接続端子 T1及び接続端子 T2を結線するための図略の配線パターンが配設されたものである。

[0331] このように構成された保護回路基板 26は、感熱保護スィッチ装置 42における第 1 支持部材 70及び第 2支持部材 702間の凹部 706が外部に通じる開放状とされているため、ヒータ 48を含む IC素子 210を配線基板 212に実装した後で、ヒータ 48を含む IC素子 210の実装とは独立して感熱保護スィッチ装置 42を配線基板 212に実装することができる。このため、組み立てが容易になると共に、配線基板 212の構造が複雑ィ匕することもな、ので保護回路基板 26の小型化を促進することができ、これにより電池パック loの小型化も促進することができるという利点を有する。

[0332] また、この保護回路基板 26では、 IC素子 210が感熱保護スィッチ装置 42を除いた部分を半導体集積回路化したものであるので、配線基板 212に実装する部品の配置スペースを削減することができる結果、保護回路基板 26の小型化をより促進することができ、これにより電池パック loの小型化をより促進することが可能となる。なお、この場合、ヒータ 48を含む IC素子 210がバイメタルスィッチ 66を加熱する加熱体を兼ねることになる。すなわち、バイメタルスィッチ 66は、ヒータ 48からの発生熱とヒータ 4 8を除く IC素子 210からの発生熱とにより加熱されることになる。

[0333] 図 45は、図 44に示す保護回路基板 26を用いて図 39に示す電池パック loを構成する場合の二次電池 20に対する保護回路基板 26の配置構成と、二次電池 20と保護回路基板 26との電気的接続関係を概念的に示す図で、二次電池 20を収納するケース 18と保護回路基板 26を収納するケース 24とを取り除いて示す図である。

[0334] すなわち、二次電池 20を収納した図略のケース 18に保護回路基板 26を収納した図略のケース 24を嵌合することにより、保護回路基板 26が感熱保護スィッチ装置 42 などを実装した側を二次電池 20に対向するように配置され、保護回路基板 26の第 1 取付電極 114と二次電池 20の負極端子 23とが接続端子 30 (図 39)により接続されると共に、第 2取付電極 116と二次電池 20の正極端子 22とが接続端子 118により接続され、接続端子 T1及び接続端子 T2をケース 24の窓部 28 (図 39)に露出させることで電池パック loが構成される。なお、二次電池 20と保護回路基板 26との空隙部などに絶縁榭脂をモールドすることも可能である。このように、絶縁榭脂をモールドする場合には、感熱保護スィッチ装置 42のカバー体 68は密封構造とすることが好ま Uヽ

[0335] 図 46は、図 39に示す電池パック loの電気的構成の他例を示す回路図である。この構成例は、二次電池 20の正極端子 22と感熱保護スィッチ装置 42との間に温度ヒユーズ 220を設けて保護回路 40を構成したものであり、その他の構成は図 40に示すものと同一である。このため、共通する構成部材については同一の符号を付与することで詳細な説明を省略する。すなわち、この構成例は、バイメタルスィッチ 66を構成する可動接点部材 86の可動接点 92が第 1接点 78に焼き付くなどした場合に、ヒータ 48及び可動接点部材 86に生成される発生熱により温度ヒューズ 120を溶断させて回路を遮断するようにしたものである。

[0336] 図 47は、感熱保護スィッチ装置 42が実装された図 46に示す回路構成になる保護回路基板 26を用いて構成した図 39に示すものとは異なる構造の電池パック lpを示す図である。この構成例では、電池パック lpは、図 2に示す二次電池 20の正極端子 22と感熱保護スィッチ装置 42との間に温度ヒューズ 220を介挿したものであり、絶縁材料力もなる開口を有するケース 126に二次電池 20が正極端子 22を開口側に向くようにして収納され、ケース 126の開口に保護回路基板 26の感熱保護スィッチ装置 42を嵌め込んだ状態で保護回路基板 26をケース 126に取り付けて構成されたものである。

[0337] この実施形態における保護回路基板 26は、接続端子 T1及び接続端子 T2の取り付け構成を除いては図 44に示すものと基本的に同様の構成になるものである。すなわち、この実施形態では、接続端子 T1が配線基板 212の側面に配設された金属スぺーサ 128を介して感熱保護スィッチ装置 42の第 2取付端子 84に接続された金属板により構成されると共に、接続端子 T2が配線基板 212の表面端縁に取り付けられ、配線基板 212の側面で屈曲されて配線基板 212の裏面にまで延設された金属板により構成されたもので、温度ヒューズ 220が二次電池 20の正極端子 22と感熱保護スィッチ装置 42の第 1配線導体 602との間に接続されると共に、二次電池 20の負極端子 23と接続端子 T2とが金属導体 230により接続されたもので、これにより電池パック lpが構成されたものである。

[0338] この構成になる電池パック lpにおいても、図 43及び図 45に示す電池パック loと同様に、小型化が促進されて取り扱いの容易なものとなる。なお、これまでの構成例と同様に、二次電池 20と保護回路基板 26との空隙部などに絶縁榭脂をモールドすることも可能である。このように、絶縁榭脂をモールドする場合には、感熱保護スィッチ装置 42のカバー体 68は密封構造とすることが好ましい。

[0339] 本発明に係る電池パック loは、上記実施形態のように、フレーム体 60における第 1 支持部材 70及び第 2支持部材 702間の凹部 706が外部に通じる開放状とされているため、ヒータ 48あるいは IC素子 210を配線基板 96、 212に実装した後で、加熱体であるヒータ 48あるいは IC素子 210の実装とは独立して感熱保護スィッチ装置 42を配線基板 96、 212に実装することができる。このため、保護回路基板 26の組み立てが容易になると共に、配線基板 96の構造が複雑ィ匕することもないので保護回路基板 26の小型化を促進することができ、これにより電池パック lo、 lpの小型化も促進することができる。

[0340] なお、本発明の実施の形態 15に係る電池パック loは、上記実施形態のものに限定されるものではなぐ以下に述べるような種々の変形態様を必要に応じて採用することができる。

[0341] (1)上記電池パック loでは、感熱保護スィッチ装置 42は、カバー体 68を備えたものであるが、これに限るものではない。例えば、バイメタルスィッチ 66を外圧や塵埃など力も保護する必要がな、場合などでは、カバー体 68を除去した構成とすることもできる。

[0342] (2)上記電池パック loでは、感熱保護スィッチ装置 42は、フレーム体 60における連結部材 704の裏面側の第 1支持部材 70及び第 2支持部材 702間に凹部 706を形成し、この凹部 706を外部に通じる開放状としたものである力これに限るものではない。例えば、図 48に示すように、連結部材 704の裏面と第 1支持部材 70及び第 2支持部材 702の各裏面とが面一となるようにフレーム体 60を構成し、このフレーム体 60 の裏面側の少なくとも第 1支持部材 70及び第 2支持部材 702間に何らの構成物も存在しな、構成とすることもできる。

[0343] このように構成した場合では、図 49に示すように、感熱保護スィッチ装置 42を実装する配線基板 240に陥没部 242を構成し、この陥没部 242にヒータ 48 (あるいは、 IC 素子 210)を配設した状態で感熱保護スィッチ装置 42を第 1支持部材 70及び第 2支持部材 702間が陥没部 242に対向するように配置して配線基板 240に実装するようにすればよい。要は、フレーム体 60の裏面側が第 1支持部材 70及び第 2支持部材 7 02間を介してバイメタルスィッチ 66などの感熱スィッチ素子を加熱するヒータ 48あるいは IC素子 210を配設可能にする開放状とされておればょ、。

[0344] (3)上記電池パック loでは、感熱保護スィッチ装置 42は、回路に過大な放電電流が流れた場合に可動接点部材 86の可動接点 92と第 1接点 78との間の接触抵抗により生成されるジュール熱によりバイメタルスィッチ 66を作動させるものである力これに限るものではない。例えば、感熱保護スィッチ装置 42は、回路に過剰な充電電流が流れる場合にだけ作動するようにしたものであってもよ、。

[0345] (4)上記電池パック loでは、感熱保護スィッチ装置 42が可動接点部材 86及びバィメタル素子 88からなるバイメタルスィッチ 66を用いて構成されたものである力これに限るものではない。例えば、可動接点部材 86をバイメタルで構成することも可能である。こうした場合、バイメタル素子 88は不要となるため、連結部材 704は必ずしも必要としない。

[0346] (5)上記電池パック loでは、感熱保護スィッチ装置 42がバイメタルスィッチ 66を用いて構成されたものである力これに限るものではない。例えば、感熱スィッチ素子であるバイメタルスィッチ 66に代え、所定の温度に達したときに急激に抵抗値が増大するポリマー系の PTCサーミスタ素子（正特性サーミスタ素子）などの他の感熱スィッチ素子を用いることもできる。このように、バイメタルスィッチ 66に代えて PTCサーミスタ素子を用いる場合で過大な放電電流が流れた場合には、 PTCサーミスタ素子の自己加熱により PTCサーミスタ素子が高抵抗値となることで実質的に回路をオフにすることができる。なお、 PTCサーミスタ素子を用いる場合には、その一対の端子を第 1 接点 (第 1接続点) 78及び第 2接点 (第 2接続点) 82に接続するだけで保持されるので、このような場合には連結部材 704は必要としない。

[0347] (6)上記電池パック loでは、二次電池 20に流れる過剰な充電電流や過大な放電電流が流れた場合に充放電回路をオフにする保護回路 40として図 40あるいは図 46 の構成のものを示している力これに限るものではない。例えば、保護回路 40として、バイメタルスィッチ 66のチャタリングを防止するための回路などを付加することもできる。

[0348] (7)上記電池パック loでは、感熱保護スィッチ装置 42は、電池パック lo、 lpを構成する保護回路 40に用いるものとして説明しているが、これに限るものではない。例えば、電池パック lo、 lp以外の電気部品の保護回路を構成するものとして用いることもできることは、うまでもな!/、。

[0349] (8)上記電池パック loでは、感熱保護スィッチ装置 42は、第 1取付端子 80及び第 2取付端子 84を外方に屈曲することで配線基板に表面実装可能としたものであるが、これに限るものではない。例えば、第 1取付端子 80を第 1支持部材 70の裏面側に屈曲させると共に、第 2取付端子 84を第 2支持部材 702の裏面側に屈曲させることで配線基板に表面実装可能としてもょヽ。

[0350] (9)上記電池パック loでは、感熱保護スィッチ装置 42は、第 1取付端子 80及び第 2取付端子 84を表面実装可能な構成としたものである力これに限るものではない。例えば、第 1取付端子 80及び第 2取付端子 84をアキシャル状に構成し、配線基板の取付孔に挿入して実装する構成とすることもできる。

[0351] (10)図 50に示すように、第 1支持部材 70の上面を第 1配線導体 602の下面に取り付けると共に、第 2支持部材 702の上面を第 2配線導体 604の下面に取り付け、第 1 支持部材 70及び第 2支持部材 702の下面と配線基板 96との間に空間部を設ける。そして、連結部材 704の右側半分を取り除き、第 2配線導体 604の連結部材 704側の下面と空間部とを連通させ、第 2配線導体 604の下面の右端付近に、配線基板 96 上に配設されたヒータ 48を配線基板 96側へ付勢して、バイメタル素子 88とヒータ 48 とを電気的に接続する押さえ端子 705を取り付けてもよい。これにより、バイメタル素子 88とヒータ 48とを電気的に確実に接続することができる。ここで、ヒータ 48としては、 PTCを採用することができる。

[0352] (本発明の纏め）

(1)本発明による二次電池の保護回路は、二次電池を充電する充電装置及び Z 又は前記二次電池力の放電電流により駆動される負荷機器を接続するための第 1 及び第 2の接続端子と、前記二次電池の両極に接続される第 3及び第 4の接続端子と、前記第 1及び第 3の接続端子間に設けられ、予め設定された所定の温度を超えた場合にオフする感熱スィッチと、前記感熱スィッチを加熱するための第 1のヒータと、前記二次電池の特性に関わる物理量が予め設定された物理量の値を超えた場合、前記第 1のヒータを発熱させて前記感熱スィッチをオフさせる保護制御部とを備えることを特徴とする。

[0353] この構成によれば、二次電池の特性に関わる物理量が予め設定された物理量の値を超えた場合に、保護制御部によって第 1のヒータが発熱され、第 1のヒータにより感熱スィッチが加熱されることによって感熱スィッチがオフして充放電電流を遮断するので、二次電池の特性劣化を低減することができる。また、放電電流と充電電流とを一つの感熱スィッチにより遮断することができるので、回路を簡素化することができる

[0354] (2)また、前記二次電池の特性に関わる物理量は前記第 3の接続端子の電圧であり、前記保護制御部は、前記第 3の接続端子の電圧が、予め設定された基準電圧を超えた場合に前記ヒータを発熱させて前記感熱スィッチをオフさせることが好ましい。

[0355] この構成によれば、第 3の接続端子に印加された電圧が予め設定された基準電圧を超えた場合に、保護制御部によってヒータが発熱され、ヒータにより感熱スィッチが加熱されることによって感熱スィッチがオフして充電電流を遮断するので、二次電池を過剰な充電力保護することができる。

[0356] (3)前記第 1のヒータは、温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTCサーミスタであることが好ましい。 [0357] この構成によれば、ヒータは、温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTCサーミスタなので、ヒータを発熱させるとその自己発熱により抵抗値が増大してヒータを流れる電流が減少する結果、ヒータが過度に発熱することを抑制することができる。

[0358] (4)前記感熱スィッチは、バイメタルスィッチ、形状記憶合金を用いたスィッチ、及び形状記憶榭脂を用いたスィッチのうちから選ばれた 1種であることが好まし、。

[0359] この構成によれば、感熱スィッチとしてバイメタルスィッチ、形状記憶合金を用いたスィッチ、及び形状記憶榭脂を用いたスィッチのうちから選ばれた 1種が用いられるので、感熱スィッチを予め設定された所定の温度を超えた場合にオフすると共に二次電池の充放電電流が予め設定された所定の電流値を超えた場合に自己発熱によりオフさせることができる。

[0360] (5)前記感熱スィッチと直列に接続されたヒューズを更に備え、前記感熱スィッチは、前記ヒューズよりも先にオフするべく動作条件が設定されていることが好ましい。

[0361] この構成によれば、感熱スィッチはヒューズよりも先にオフするので、感熱スィッチが故障していなければヒューズが溶断することがなぐ二次電池の保護動作を繰り返し行うことができる。また、感熱スィッチが故障していれば、ヒューズが溶断することにより二次電池の保護動作を行うことができるので、保護動作の信頼性を向上させることができる。

[0362] (6)前記第 1のヒータは、前記感熱スィッチに並列接続され、前記保護制御部は、前記二次電池の特性に関わる物理量を検出する検出部を備えることが好ましい。

[0363] この構成によれば、感熱スィッチがオフすると、感熱スィッチと並列に接続された第 1のヒータに放電電流が流れて第 1のヒータが発熱し、感熱スィッチが加熱されることにより感熱スィッチのオフ状態が維持される。この場合、例えば第 1のヒータが感熱スイッチと並列に接続されていなければ、感熱スィッチが自己発熱によりオフした後、感熱スィッチが自然冷却によりオンして二次電池の放電電流が流れ、再び感熱スィッチが自己発熱によりオフして放電電流を遮断する、というように感熱スィッチがオンオフを繰り返すチャタリングが発生するおそれがあるが、この発明によれば、感熱スィッチと並列に接続された第 1のヒータによって、感熱スィッチが自己発熱によりオフした後も感熱スィッチのオフ状態が維持されるので、チャタリングの発生を抑制することができる。

[0364] (7)前記二次電池の特性に関わる物理量は、前記第 3の接続端子の電圧であり、前記検出部は、前記第 3の接続端子の電圧を検出するものであり、前記保護制御部は、前記検出部により検出された電圧が、予め設定された基準電圧を超えた場合に前記第 1のヒータを発熱させて前記感熱スィッチをオフさせることが好ましい。

[0365] この構成によれば、第 3及び第 4の接続端子に二次電池が接続されると、二次電池の特性に関わる物理量である二次電池の電圧が第 3の接続端子に印加される。そして、第 3の接続端子の電圧が予め設定された基準電圧を超えた場合に、保護制御部によって第 1のヒータが発熱され、第 1のヒータにより感熱スィッチが加熱されることによって感熱スィッチがオフして充電電流を遮断するので、二次電池を過剰な充電から保護することができる。また、放電電流と充電電流とを一つの感熱スィッチにより遮断することができるので、回路を簡素化することができる。

[0366] (8)前記二次電池の特性に関わる物理量は、前記二次電池の温度であり、前記保護制御部は、前記検出部により検出された二次電池の温度が、予め設定された温度を超えた場合に前記第 1のヒータを発熱させて前記感熱スィッチをオフさせることが好ましい。

[0367] この構成によれば、二次電池の特性に関わる物理量である二次電池の温度が検出部により検出される。そして、検出部により検出された温度が予め設定された温度を超えた場合に、保護制御部によって第 1のヒータが発熱され、第 1のヒータにより感熱スィッチが加熱されることによって感熱スィッチがオフして充放電電流を遮断するので、二次電池を過剰な発熱力保護することができる。また、放電電流と充電電流とを一つの感熱スィッチにより遮断することができるので、回路を簡素化することができる。

[0368] (9)前記第 3の接続端子に接続された二次電池の放電電流を流す方向と順方向に第 1の整流素子が、前記第 1のヒータと前記第 1の接続端子との間にさらに設けられ、前記保護制御部は、前記第 1のヒータと前記第 1の整流素子との接続点と、前記第 2 の接続端子との間の接続を開閉するスィッチ部を備えると共に、前記検出部により検出された物理量が、予め設定された物理量の値を超えた場合に前記スィッチ部をォンさせることが好ましい。

[0369] この構成によれば、第 3の接続端子から第 1の接続端子への放電電流を遮断するベく感熱スィッチがオフすると、第 3の接続端子に接続された二次電池の放電電流を流す方向に順方向にされた第 1の整流素子によって、感熱スィッチと並列に接続された第 1のヒータに放電電流が流されるので、第 1のヒータが発熱し、感熱スィッチが加熱されて感熱スィッチのオフ状態を維持することができる。そして、検出部により検出された物理量が、予め設定された物理量の値を超えると、保護制御部によってスイツチ部がオンされて、第 1の接続端子力ゝら感熱スィッチ、第 1のヒータ、及びスィッチ部を介して第 2の接続端子に至る電流経路が形成され、第 1のヒータが発熱して感熱スイッチが加熱されるので、感熱スィッチをオフすることができる。

[0370] (10)前記第 1のヒータは、第 2及び第 3のヒータの直列回路から構成され、前記保護制御部は、前記第 2のヒータと前記第 3のヒータとの接続点と、前記第 4の接続端子との間の接続を開閉するスィッチ部を備えると共に、前記検出部により検出された物理量力予め設定された物理量の値を超えた場合に前記スィッチ部をオンさせることが好ましい。

[0371] この構成によれば、第 3の接続端子から第 1の接続端子への放電電流を遮断するベく感熱スィッチがオフすると、感熱スィッチと並列に接続された第 2及び第 3のヒータの直列回路に放電電流が流されるので、第 2及び第 3のヒータが発熱し、感熱スィツチが加熱されて感熱スィッチのオフ状態を維持することができる。そして、検出部により検出された物理量が、予め設定された物理量の値を超えると、保護制御部によつてスィッチ部がオンされて、第 1の接続端子力ゝら第 3のヒータ、及びスィッチ部を介して第 2の接続端子に至る電流経路が形成され、第 3のヒータが発熱して感熱スィッチが加熱されるので、感熱スィッチをオフすることができる。

[0372] (11)前記第 1の接続端子に一端が接続されると共に前記感熱スィッチを加熱するための第 4のヒータを更に備え、前記保護制御部は、前記第 4のヒータの他端と前記第 2の接続端子との間の接続を開閉するスィッチ部を備えると共に、前記検出部により検出された物理量が、予め設定された物理量の値を超えた場合に前記スィッチ部をオンさせることが好まし!/、。 [0373] この構成によれば、第 3の接続端子から第 1の接続端子への放電電流を遮断するベく感熱スィッチがオフすると、感熱スィッチと並列に接続された第 1のヒータに放電電流が流されるので、第 1のヒータが発熱し、感熱スィッチが加熱されて感熱スィッチのオフ状態を維持することができる。そして、検出部により検出された物理量が、予め設定された物理量の値を超えると、保護制御部によってスィッチ部がオンされて、第 1の接続端子力ゝら第 4のヒータ、及びスィッチ部を介して第 2の接続端子に至る電流経路が形成され、第 4のヒータが発熱して感熱スィッチが加熱されるので、感熱スイツチをオフすることができる。

[0374] (12)前記第 1及び第 4のヒータは、前記感熱スィッチがオフした場合における前記第 3の接続端子に接続された前記二次電池力の放電電流による前記第 1のヒータの発熱量と、前記スィッチ部がオンした場合における前記第 1の接続端子に接続された前記充電装置からの出力電流による前記第 4のヒータの発熱量とを等しくするべく抵抗値が設定されてヽることが好まヽ。

[0375] この構成によれば、第 1及び第 4のヒータは、感熱スィッチがオフした場合における第 3の接続端子に接続された二次電池力の放電電流による第 1のヒータの発熱量と、スィッチ部がオンした場合における第 1の接続端子に接続された充電装置力ゝらの出力電流による前記第 4のヒータの発熱量とを等しくするべく抵抗値が設定されているので、過大な放電電流力二次電池を保護すべく感熱スィッチをオフさせる場合と、過充電から二次電池を保護すべく感熱スィッチをオフさせる場合とで感熱スィッチを加熱するための発熱量を等しくすることができる。

[0376] (13)前記第 3の接続端子に接続された二次電池の放電電流を流す方向と順方向に第 2の整流素子が、前記第 3の接続端子と前記第 1のヒータとの間に更に設けられることが好ましい。

[0377] この構成によれば、第 3の接続端子から第 1の接続端子への放電電流を遮断するベく感熱スィッチがオフすると、第 3の接続端子に接続された二次電池の放電電流を流す方向と順方向にされた第 2の整流素子によって、感熱スィッチと並列に接続された第 1のヒータに放電電流が流されるので、第 1のヒータが発熱し、感熱スィッチが加熱されて感熱スィッチのオフ状態を維持することができる。そして、第 3の接続端子に接続された二次電池への充電電流を遮断するべく感熱スィッチがオフすると、第 2の整流素子によって、第 1のヒータを介して二次電池への充電電流が流れることが抑制される。

[0378] (14)前記第 2及び第 3のヒータは、温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTCサ一ミスタであり、前記 PTCサーミスタは、略板状の形状にされると共に少なくとも一方の面を複数の領域に分割する溝が形成されており、前記 PTCサーミスタの一方の面における前記複数の領域のうち、一部の領域が第 1の電極として用いられると共に当該第 1の電極を除く領域の少なくとも一部が第 2の電極として用いられ、前記 PTCサ一ミスタの他方の面が第 3の電極として用いられ、前記第 1及び第 3の電極が前記第 2のヒータにおける両端の接続端子として用いられ、前記第 3及び第 2の電極が前記第 3のヒータにおける両端の接続端子として用いられることが好ま、。

[0379] この構成によれば、一つの PTCサーミスタを第 2及び第 3のヒータとして用いることができるので、保護回路を小型化することが容易となる。

[0380] (15)前記第 1及び第 4のヒータは、温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTCサ一ミスタであり、前記 PTCサーミスタは、略板状の形状にされると共に少なくとも一方の面を複数の領域に分割する溝が形成されており、前記 PTCサーミスタの一方の面における前記複数の領域のうち、一部の領域が第 1の電極として用いられると共に当該第 1の電極を除く領域の少なくとも一部が第 2の電極として用いられ、前記 PTCサ一ミスタの他方の面が第 3の電極として用いられ、前記第 1及び第 3の電極が前記第 1のヒータにおける両端の接続端子として用いられ、前記第 3及び第 2の電極が前記第 4のヒータにおける両端の接続端子として用いられることが好ま、。

[0381] この構成によれば、一つの PTCサーミスタを第 1及び第 4のヒータとして用いることができるので、保護回路を小型化することが容易となる。

[0382] (16)前記溝は、前記 PTCサーミスタにおける前記一方の面を二つの領域に分割するものであり、前記溝により分割された一方の領域が第 1の電極として用いられると共に他方の領域が第 2の電極として用いられることが好ま、。

[0383] この構成によれば、 PTCサーミスタにおける一方の面が二つの領域に分割され、一方の領域が第 1の電極として用いられ、他方の領域が第 2の電極として用いられるので、一つの PTCサーミスタを二つのヒータとして用いることができる。

[0384] (17)前記溝は、前記 PTCサーミスタにおける前記一方の面を四つの領域に分割する略十文字形の溝であり、前記四つの領域における互いに隣接する二つの領域が前記第 1の電極として用いられ、前記四つの領域のうち前記第 1の電極として用いられる二つの領域を除く他の領域が第 2の電極として用いられることが好ま、。

[0385] この構成によれば、略十文字形の溝によって PTCサーミスタにおける一方の面が四つの領域に分割され、四つの領域における互いに隣接する二つの領域が第 1の電極として用いられ、四つの領域のうち第 1の電極として用いられる二つの領域を除く他の領域が第 2の電極として用いられるので、第 1及び第 2の電極と接続するべく設けられた配線パターンに対して PTCサーミスタを 90° 回転させて接続することができ、組み立て性を向上させることができる。また、両面を略十文字形の溝によって両方を同じ形状とし、片面は前記のごとく第 1および第 2の電極として接続し、残る片面は前面を第 3の電極として接続する構成とすることにより、裏表反転させても、 90° どの方向に回転させても目的のヒータを構成する事ができ、組み立て性をさらに向上させることがでさる。

[0386] (18)前記 PTCサーミスタは、物理的に縦及び横の方向が決定できる形状であることが好ましい。

[0387] この構成によれば、物理的に縦及び横の方向が決定できる形状であるので、第 1及び第 2の電極と接続するべく設けられた配線パターンに対して PTCサーミスタを取り付ける際に、 PTCサーミスタの向きを合わせることが容易となる。

[0388] (19)前記感熱スィッチは、流れる電流によって自己発熱して所定の動作温度を超えた場合にオフする共に、外部加熱されることにより前記動作温度を超えた場合にォフするものであり、前記保護制御部は、前記第 1のヒータの通電制御を行うスィッチング部と、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が所定の過充電保護電圧を超える場合に前記スイッチング部に前記第 1のヒータを通電させる第 1の過充電保護部と、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える場合に前記スイッチング部に前記第 1のヒータを通電させる第 2の過充電保護部とを備えることが好ましい。 [0389] この構成によれば、第 1の過充電保護部は、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）が予め設定された過充電保護電圧を超えると、スイッチング部にヒータを通電させ、感熱スィッチはヒータにより加熱されてオフし、充電電流の通電を遮断するため、二次電池を過充電力も保護することができる。

[0390] また、感熱スィッチは、二次電池からの放電電流が所定の電流値を超えた場合、自己発熱によりオフして放電電流を遮断するので、二次電池を過電流カゝら保護することができる。そのため、図 51示すような過電流防止用の FET1006、基準電圧源 1009 、及び過電流を検出するためのコンパレータ 1111が不要となり、回路の簡素化を図ることがでさる。

[0391] 更に、放電電流と充電電流とを感熱スィッチにより遮断することができるため、回路を簡素化することができる。

[0392] ここで、第 2の過充電保護部が存在しない場合を考える。過充電保護状態において、ヒータにより二次電池の電力が消耗されると、二次電池の電圧が低下し、スィッチング部により第 1のヒータの通電が停止され、感熱スィッチの加熱が停止される。そして、感熱スィッチは自然冷却され、動作温度以下になると、再びオンし、充電装置からの充電電流を流し、二次電池を再び充電する。二次電池の充電が継続されると、二次電池の電圧が過充電保護電圧を超え、再び、感熱スィッチはオフする。このよう〖こ、過充電保護状態において、第 1及び第 2の接続端子間に充電装置が接続され続けると、チャタリングが発生する。

[0393] し力しながら、本発明は第 2の過充電保護部を備えている。そのため、過充電保護状態において、第 1及び第 2の接続端子間に充電装置が接続されて充電が継続され、第 1及び第 2の接続端子間の電圧が過充電保護電圧を超えていれば、スィッチング部に第 1のヒータを通電させるため、二次電池の電圧が過充電保護電圧以下となつても、感熱スィッチは継続してオンする結果、過充電保護状態において生じる感熱スィッチのチャタリングを防止することができる。これにより、感熱スィッチの劣化を防止することができる。

[0394] (20)前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えるか否かを検知する第 1のコンパレータを備え、前記第 2の過充電保護部は、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えた場合にハイレベルの信号を出力する第 2のコンパレータを備え、前記スィッチング部は、前記第 1及び第 2のコンパレータのうち少なくともいずれか一方のコンパレータがハイレベルの信号を出力した場合、前記第 1のヒータを通電させることが好ましい

[0395] この構成によれば、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）と第 1及び第 2の接続端子間の電圧とがコンパレータにより検知されているため、かかる検知を高精度に行うことができる。

[0396] (21)前記スイッチング部は、入力端子に前記第 1及び第 2のコンパレータの出力端子が接続された ORゲートと、ゲートが前記 ORゲートの出力端子に接続され、ドレインが前記第 1のヒータに接続され、ソースが前記第 2及び第 4の接続端子に接続された nチャネル電界効果型トランジスタとを備えることが好ましい。

[0397] この構成によれば、スイッチング部を ORゲートと nチャネル電界効果型トランジスタとにより構成したため、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）が過充電保護電圧を超えた場合、又は第 1及び第 2の接続端子間の電圧が過充電保護電圧を超えた場合、第 1のヒータをより確実に加熱することができ、感熱スィッチをより確実にオフすることができる。

[0398] (22)前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧に所定の短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、前記スイッチング部に前記第 1のヒータを通電させる短絡保護部を更に備えることが好ましい。

[0399] この構成によれば、短絡保護部は、過電流保護状態にお!、て、二次電池の電圧から第 1及び第 2の接続端子間の電圧差し引いた電圧が短絡保護電圧を超えている場合、第 1及び第 2の接続端子は短絡されている、又は過電流を引き起こすような低抵抗が接続されていると判定して、第 1のヒータを加熱させ、感熱スィッチを継続してォフさせるため、過電流保護状態における感熱スィッチのチャタリングを防止することができる。その結果、過充電保護状態において、第 1及び第 2の接続端子に過電流を生じさせる負荷が接続され続けて！/、る場合に、チャタリングのオン時に流れる過電流を防止することができる。 [0400] (23)前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えるか否かを検知する第 1のコンパレータを備え、前記第 2の過充電保護部は、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えた場合にハイレベルの信号を出力する第 2のコンパレータを備え、前記短絡保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧に前記短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、ハイレベルの信号を出力する第 3のコンパレータを備え、前記スイッチング部は、前記第 1〜第 3のコンパレータのうち少なくともいずれか一つのコンパレータがノ、ィレベルの信号を出力した場合、前記第 1のヒータを通電させることが好まし、。

[0401] この構成によれば、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）が過充電保護電圧を超えている力否かが第 1のコンパレータにより検知され、第 1及び第 2の接続端子間の電圧が過充電保護電圧を超えているか否かが第 2のコンパレータにより検知され、二次電池の電圧が第 1及び第 2の接続端子間の電圧に短絡保護電圧を加えた電圧を超えているか否かが第 3のコンパレータにより検知されているため、これらの検知を高精度に行うことができる。

[0402] (24)前記スイッチング部は、入力端子に前記第 1〜3のコンパレータの出力端子が接続された ORゲートと、ゲートが前記 ORゲートの出力端子に接続され、ドレインが前記第 1のヒータに接続され、ソースが前記第 2及び第 4の接続端子に接続された n チャネル電界効果型トランジスタとを備えることが好ましい。

[0403] この構成によれば、スイッチング部を ORゲートと nチャネル電界効果型トランジスタとにより構成したため、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）が過充電保護電圧を超えた場合、第 1及び第 2の接続端子間の電圧が過充電保護電圧を超えた場合、又は二次電池の電圧力第 1及び第 2の接続端子間の電圧を差し引いた電圧が短絡保護電圧を超えた場合、第 1のヒータをより確実に加熱することができ、感熱スィッチをより確実にオフすることができる。

[0404] (25)前記第 1のヒータの温度が前記感熱スィッチの動作温度よりも高い所定の上限温度になつた場合、前記スイッチング部に前記第 1のヒータへの通電を停止させる温度制御部を更に備えることが好ましい。 [0405] この構成によれば、温度制御部は、第 1のヒータの温度が感熱スィッチの動作温度よりも高い上限温度に達した場合、第 1のヒータの通電を停止させるため、過充電保護を達成しつつ、感熱スィッチが上限温度以上に加熱されることを防止し、感熱スィツチの溶着を防止することができる。

[0406] (26)前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える場合にハイレベルの信号を出力する第 1のコンパレータを備え、前記第 2の過充電保護部は、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えた場合にハイレベルの信号を出力する第 2のコンパレータを備え、前記短絡保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記第 1及び第 2 の接続端子間の電圧に前記短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、ハイレべルの信号を出力する第 3のコンパレータを備え、前記温度制御部は、前記第 1のヒータの温度を検知する温度センサと、前記温度センサにより検知された温度が前記上限温度となった場合、ローレベルの信号を出力する第 4のコンパレータを備え、前記スイッチング部は、入力端子に前記第 1〜3のコンパレータの出力端子が接続された ORゲートと、入力端子に前記 ORゲートの出力端子と前記第 4のコンパレータの出力端子とが接続された ANDゲートと、ゲートが前記 ANDゲートの出力端子に接続され、ドレインが前記第 1のヒータに接続され、ソースが前記第 2及び第 4の接続端子に接続された nチャネル電界効果型トランジスタとを備えることが好ましい。

[0407] この構成によれば、第 1の過充電保護部、第 2の過充電保護部、短絡保護部、及び温度制御部を第 1〜第 4のコンパレータにより構成し、スイッチング部を ORゲートと、 ANDゲートと、 nチャネル電界効果型トランジスタにより構成したため、二次電池を過充電及び過電流力もより確実に保護することができる。

[0408] (27)前記感熱スィッチは、流れる電流によって自己発熱して所定の動作温度を超えた場合にオフする共に、外部加熱されることにより前記動作温度を超えた場合にォフするものであり、前記保護制御部は、前記第 1のヒータの通電制御を行うスィッチング部と、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が所定の過充電保護電圧を超える場合に前記スイッチング部に前記第 1のヒータを通電させる第 1の過充電保護部と、前記第 1のヒータの温度が前記感熱スィッチの動作温度よりも高い所定の上限温度になった場合、前記スイッチング部に前記第 1のヒータへの通電を停止させる温度制御部とを備えることが好ましい。

[0409] この構成によれば、二次電池を過充電から保護し、回路の簡素化を図ることができることに加え、温度制御部は、第 1のヒータの温度が感熱スィッチの動作温度よりも高い上限温度に達した場合、第 1のヒータの通電を停止させるため、過充電保護を達成しつつ、感熱スィッチが上限温度以上に加熱されることを防止し、感熱スィッチの溶着を防止することができる。

[0410] (28)前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える場合にハイレベルの信号を出力する第 1のコンパレータを備え、前記第 2の過充電保護部は、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えた場合にハイレベルの信号を出力する第 2のコンパレータを備え、前記短絡保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記第 1及び第 2 の接続端子間の電圧に前記短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、ハイレべルの信号を出力する第 3のコンパレータを備え、前記温度制御部は、前記第 1のヒータの温度を検知する温度センサと、前記温度センサにより検知された温度が前記上限温度となった場合、ローレベルの信号を出力する第 4のコンパレータを備え、前記スイッチング部は、入力端子に前記第 1〜3のコンパレータの出力端子が接続された ORゲートと、入力端子に前記 ORゲートの出力端子と前記第 4のコンパレータの出力端子とが接続された ANDゲートと、ゲートが前記 ANDゲートの出力端子に接続され、ドレインが前記第 1のヒータに接続され、ソースが前記第 2及び第 4の接続端子に接続された nチャネル電界効果型トランジスタとを備えることが好ましい。

[0411] この構成によれば、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）が過充電保護電圧を超えている力否かが第 1のコンパレータにより検知され、第 1のヒータの温度が温度センサにより検知され、第 1のヒータの温度が上限温度を超えている力否かが第 4のコンパレータにより検知されているため、これらの検知を高精度に行うことができる。

[0412] (29)前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える場合、ハイレベルの信号を出力する第 1のコンパレータを備え、前記温度制御部は、前記第 1のヒータの温度を検知する温度センサと、前記温度センサにより検知された温度が前記上限温度となった場合、ローレベルの信号を出力する第 4のコンパレータを備え、前記スイッチング部は、前記第 1及び第 4のコンパレータの両コンパレータがハイレベルの信号を出力した場合、前記第 1のヒータを通電させ、両コンパレータのうち少なくともいずれか一方のコンパレータがローレベルの信号を出力した場合、前記第 1のヒータへの通電を停止させることが好ましい。

[0413] この構成によれば、スイッチング部を ANDゲートと nチャネル電界効果型トランジスタにより構成したため、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）が過充電保護電圧を超えた場合、第 1のヒータを精度良くオンにし、第 1のヒータの温度が上限温度を超えた場合、第 1のヒータの加熱を精度良く停止することができる。

[0414] (30)前記感熱スィッチと前記第 3の接続端子との間に接続された温度ヒューズを更に備え、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧よりも高ヽ第 2の過充電保護電圧を超えた場合、前記上限温度を前記温度ヒューズの溶断温度よりも高い温度に変更する上限温度変更部を更に備えることが好ましい。

[0415] この構成によれば、過充電保護状態において充電が継続されると、第 1のヒータの温度は更に上昇していき、やがて上限温度に到達するが、感熱スィッチが溶着していると、第 1のヒータの温度が上限温度に到達しても、充電は継続される。そして、充電が継続され、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）が第 2の過充電保護電圧を超えると、上限温度が温度ヒューズの溶断温度よりも高い温度に変更される。そのため、温度ヒューズを確実に溶断することができ、感熱スィッチが溶着していても、二次電池を過充電カゝら保護することができる。

[0416] (31)前記感熱スィッチは、前記第 1及び第 3の接続端子間に接続され、流れる電流によって自己発熱して所定の動作温度を超えた場合にオフする共に、外部加熱されることにより前記動作温度を超えた場合にオフするものであり、前記保護制御部は、前記第 1のヒータの通電制御を行うスイッチング部と、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が所定の過充電保護電圧を超える場合に、前記スイッチング部に前記第 1 のヒータを通電させる第 1の過充電保護部と、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧力前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧に所定の短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、前記スイッチング部に前記第 1のヒータを通電させる短絡保護部とを備えることが好ましい。

[0417] この構成によれば、二次電池を過充電力も保護することができ、回路の簡素化を図ることができると共に、過電流保護状態における感熱スィッチのチャタリングを防止することがでさる。

[0418] (32)前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えるか否かを検知する第 1のコンパレータを備え、前記短絡保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧に所定の短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、ハイレベルの信号を出力する第 3のコンパレータを備え、前記スイッチング部は、前記第 1及び第 3のコンパレータのうち少なくともいずれか一方のコンパレータがハイレベルの信号を出力した場合、前記第 1のヒータを通電させることが好ましい。

[0419] この構成によれば、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）と第 1及び第 2の接続端子間の電圧とがコンパレータにより検知されているため、かかる検知を高精度に行うことができる。

[0420] (33)前記スイッチング部は、入力端子に前記第 1及び第 3のコンパレータの出力端子が接続された ORゲートと、ゲートが前記 ORゲートの出力端子に接続され、ドレインが前記第 1のヒータに接続され、ソースが前記第 2及び第 4の接続端子に接続された nチャネル電界効果型トランジスタとを備えることが好ましい。

[0421] この構成によれば、スイッチング部を ORゲートと nチャネル電界効果型トランジスタとにより構成したため、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）が過充電保護電圧を超えた場合、又は二次電池の電圧から第 1及び第 2の接続端子間の電圧を差し引いた電圧が短絡保護電圧を超えた場合、第 1のヒータをより確実に加熱することができ、感熱スィッチをより確実にオフすることができる。

[0422] (34)前記感熱スィッチに抵抗を並列接続したことが好ましい。

[0423] この構成によれば、過電流保護状態において、第 1及び第 2の接続端子から過電流を引き起こす負荷が取り外されると、感熱スィッチに並列接続された抵抗に二次電池からの電流が流れ、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）と第 1及び第 2の接続端子間の電圧がほぼ等しくなり、二次電池の電圧が第 1及び第 2の接続端子間の電圧に短絡保護電圧を加えた電圧以下となるため、第 1のヒータの加熱が停止され、感熱スィッチがオンとなる。これにより、過電流保護状態において、負荷が取り外され、短絡又は低抵抗状態が解除された場合、保護回路を過電流保護状態力通常状態に速やかに復帰させることができる。

[0424] (35)前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が所定の過放電電圧以下となった場合、前記二次電池からの保護回路への電力供給を停止する電源制御部を更に備えることが好ましい。

[0425] この構成によれば、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）が過放電電圧以下となった場合、二次電池力保護回路への電力供給が停止されるため、二次電池の電力消費を防止することができ、第 1及び第 2の接続端子が開放されている状態において、二次電池を過放電力も保護することができる。

[0426] (36)前記感熱スィッチはバイメタルスィッチであり、前記保護制御部は、前記第 3 及び第 4の接続端子間の電圧が所定の過充電保護電圧を超える場合、前記第 1のヒータを通電し、前記バイメタルスィッチをオフする過充電保護部と、前記過充電保護部が前記バイメタルスィッチをオフする回数をカウントし、カウント値が前記バイメタルスィッチの動作保障回数を基に定められた所定の値を超えた場合、前記二次電池との電気的な接続を遮断する遮断部とを備えることが好ましい。

[0427] この構成によれば、過充電保護部は、第 3及び第 4の接続端子間の電圧（二次電池の電圧）が予め設定された過充電保護電圧を超えると、第 1のヒータが通電されてバイメタルスィッチがオフとされ、充電電流の通電が遮断されるため、二次電池を過充電力保護することができる。

[0428] また、バイメタルスィッチは、二次電池力の放電電流が所定の電流値を超えた場合、自己発熱によりオフして放電電流を遮断するので、二次電池を過電流から保護することができる。そのため、図 51示すような過電流防止用の FET1006、基準電圧源 1009、及び過電流を検出するためのコンパレータ 1111が不要となり、回路の簡素化を図ることができる。

[0429] 更に、バイメタルスィッチがオフされる回数がカウントされ、カウント値力バイメタルスイッチの動作保障回数に基づいて定められた所定の値を超えた場合、二次電池との電気的な接続が遮断されるため、バイメタルスィッチの動作回数が動作補償回数を超える前に、二次電池の充放電を停止させることが可能となる結果、バイメタルスイツチの溶着を防止することができ、二次電池を過充電や過電流から保護することができることに加え、ユーザに対する安全を確保することができる。

[0430] (37)前記遮断部は、前記バイメタルスィッチと前記第 3の接続端子との間に接続された温度ヒューズと、前記温度ヒューズを加熱する第 2のヒータと、前記カウント値が前記所定の値を超えた場合、前記第 2のヒータを通電し、前記温度ヒューズを溶断する温度ヒューズ制御部とを備えることが好まし、。

[0431] この構成によれば、カウント値が所定の値を超えた場合、第 2のヒータが通電され、温度ヒューズが溶断されるため、二次電池との電気的な接続を確実に遮断させることができ、ユーザの安全をより確実に確保することができる。

[0432] (38)前記過充電保護部は、コンパレータと第 1のトランジスタとを備え、前記温度ヒユーズ制御部は、カウンタと第 2のトランジスタとを備え、前記コンパレータは、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えた場合、前記第 1のトランジスタを才ンして前記第 1のヒータを通電させると共に、前記カウンタをカウントァップさせ、前記カウンタはカウント値が前記所定の値を超えた場合、前記第 2のトランジスタをオンして前記第 2のヒータを通電することが好ましい。

[0433] この構成によれば、過充電保護部をコンパレータと第 1のトランジスタとで構成し、温度ヒューズ制御部をカウンタと第 2のトランジスタとで構成したため、二次電池の電圧が過充電保護電圧を超えた場合にバイメタルスィッチをより確実にオフすることができると共に、カウンタをより確実にカウントアップさせることができる。

[0434] (39)前記第 1のヒータは、前記第 1のトランジスタから構成され、前記第 2のヒータは前記第 2のトランジスタ力も構成され、前記バイメタルスィッチは、前記第 1のトランジスタのオン時に発生する熱により加熱し、前記温度ヒューズは、前記第 2のトランジスタのオン時に発生する熱により加熱することが好ましい。

[0435] この構成によれば、第 1のヒータ及び第 2のヒータを省くことができ、回路の簡素化及び低コストィ匕を図ることができる。 [0436] (40)所定間隔をお!/、て配置された第 1支持部材及び第 2支持部材を有するフレーム体と、前記フレーム体の第 1面側における第 1支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 1配線導体と、前記フレーム体の第 1面側における第 2支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 2配線導体と、前記感熱スィッチとを備える感熱保護スィッチ装置を含み、前記感熱スィッチは、前記第 1配線導体及び前記第 2配線導体の各接点間に跨って配設され、前記第 1のヒータにより加熱された場合に各接点間をオフするものであり、前記フレーム体は、前記第 1面と対向する第 2面側が、各支持部材間を介して前記第 1のヒータを配設するための空間部を備えることが好まし、。

[0437] この構成によれば、フレーム体の第 2面側が第 1支持部材及び第 2支持部材間を介して感熱スィッチ素子を加熱する第 1のヒータを配設可能にする開放状とされ、第 1のヒータとは独立して取り扱うことのできるユニットィ匕されたものであるため、第 1のヒータを配線基板に実装した後で、第 1のヒータの実装とは独立して感熱保護スィッチ装置を配線基板に実装することができる。このため、保護回路基板の組み立てが容易になると共に、配線基板の構造が複雑ィ匕することもなヽので保護回路基板の小型化を促進することができる。

[0438] (41)前記感熱スィッチは、前記各接点間に跨って配設された可動接点部材と、前記第 1のヒータにより加熱された場合に前記可動接点部材に作用して前記各接点間をオフにするバイメタル素子とを備え、前記フレーム体は、第 1支持部材及び第 2支持部材間を連結すると共に、前記バイメタル素子を前記第 1面側に配設する連結部材を備えたものであることが好ま、。

[0439] この構成によれば、フレーム体に連結部材が設けられていることでバイメタル素子を可動接点部材に対する正確な位置に固設することができる。このため、バイメタル素子を可動接点部材に対し正確に作用させることができ、回路を確実にオフにすることができる。

[0440] (42)前記フレーム体は、前記連結部材を第 1支持部材及び第 2支持部材の第 1面及び第 2面間における中間部に形成することで当該連結部材の第 2面側に凹部が形成され、この凹部を前記空間部とすることが好ましい。

[0441] この構成によれば、連結部材の第 2面側に形成される凹部が感熱スィッチ素子を加熱するための第 1のヒータを配設可能にする開放状とされているので、感熱保護スィツチ装置を第 1のヒータが連結部材の第 2面側の凹部に配設されるようにして配線基板に実装することができる。このため、感熱保護スィッチ装置の加熱体に対する位置決めが容易となり、保護回路基板の組み立てが容易になる。

[0442] (43)前記フレーム体の第 1面側に前記感熱スィッチを覆うカバー体を備えたことが好ましい。

[0443] この構成によれば、フレーム体の第 1面側に感熱スィッチ素子を覆うカバー体が設けられているので、感熱スィッチ素子を外圧や塵埃など力も保護することができる。このため、動作信頼性の高い感熱保護スィッチ装置を実現することができる。

[0444] (44)前記フレーム体は、第 1支持部材と第 2支持部材とを配線基板で固定することによって構成されて、ることが好ま、。

[0445] この構成によれば、フレーム体が第 1支持部材と第 2支持部材とを配線基板で固定することによって構成されているので、フレーム体を堅牢なものとすることができる。このため、動作信頼性の高い感熱保護スィッチ装置を実現することができる。

[0446] (45)本発明による電池パックは、二次電池と、上記（1)記載の二次電池の保護回路とを備えることを特徴とする。

[0447] この構成によれば、上記（1)と同様の効果を奏する電池パックを提供することができる。

[0448] (46)前記二次電池を収容する有底の容器と、前記保護回路を構成する配線バターンを備えた外部端子接続ユニットとを備え、前記保護回路は、前記外部端子接続ユニットに形成されて、ることが好まし、。

[0449] この構成によれば、二次電池の保護回路が外部端子接続ユニットに形成され、当該保護回路によって、有底の容器に収容された二次電池を過剰な充電や過大な放電電流力保護することができる。

[0450] (47)前記配線パターンは、前記外部端子接続ユニットにおける前記容器に収容された二次電池と対向する側の表面に印刷形成されていることが好ましい。 [0451] この構成によれば、上述の保護回路を構成する配線パターンは、外部端子接続ュニットにおける容器に収容された二次電池と対向する側の表面に印刷形成されているので、保護回路を構成するために別途基板を必要とせず、保護回路を小型化することができる。

[0452] (48)前記感熱スィッチは、前記外部端子接続ユニットにおける前記容器に収容された二次電池と対向する位置に配設されることが好ましい。

[0453] この構成によれば、感熱スィッチは、外部端子接続ユニットにおける容器に収容された二次電池と対向する位置に配設されるので、充放電により二次電池が発熱すると感熱スィッチが加熱される。そして、感熱スィッチの温度が予め設定された所定の温度を超えると、感熱スィッチがオフして二次電池の充放電電流が遮断されるので、二次電池を過剰な充電や過大な放電電流力保護することができる。

[0454] (49)前記保護制御部を覆うように設けられた導電性のカバーをさらに備え、前記力バーは、前記保護制御部を跨いで前記保護制御部の両側に形成された配線パターン間を接続するべく取り付けられて、ることが好ま、。

[0455] この構成によれば、導電性のカバーによって保護制御部が覆われており、このカバ一によつて、保護制御部の両側に形成された配線パターン間が接続されるので、制御部が取り付けられる平面上における配線パターンの占有面積が縮小され、保護回路を小型化することができる。

[0456] (50)前記感熱スィッチと直列に接続されたヒューズをさらに備え、前記感熱スイツチは、前記ヒューズよりも先にオフするべく動作条件が設定されており、前記ヒューズは、前記カバーにおける前記容器に収容された二次電池と対向する位置に配設されていることが好ましい。

[0457] この構成によれば、ヒューズは、カバーにおける容器に収容された二次電池と対向する位置に配設されて！/、るので、二次電池の発熱によりヒューズを加熱することが容易となる。

[0458] (51)前記感熱スィッチは、バイメタル、形状記憶合金、及び形状記憶榭脂のうちから選ばれた 1種の温度に応じた変形によって駆動される可動切片を備え、前記外部端子接続ユニットにおける前記容器に収容された二次電池と対向する側の表面に、前記可動切片を支持する支持部材が形成されて、ることが好まし、。

[0459] この構成によれば、感熱スィッチはバイメタルスィッチ、形状記憶合金を用いたスィツチ、及び形状記憶榭脂を用いたスィッチのうちから選ばれた 1種であり、これらの感熱スィッチの可動切片は、外部端子接続ユニットにおける容器に収容された二次電池と対向する側の表面に設けられた支持部材により支持されるので、これらの感熱スイッチを個別部品として構成する必要がなぐこれらの感熱スィッチを小型化することができる。

[0460] (52)前記保護回路は、所定間隔をおいて配置された第 1支持部材及び第 2支持部材を有するフレーム体と、前記フレーム体の第 1面側における第 1支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 1配線導体と、前記フレーム体の第 1面側における第 2支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 2配線導体と、前記感熱スィッチとを備える感熱保護スィッチ装置を含み、前記感熱スィッチは、前記第 1配線導体及び前記第 2配線導体の各接点間に跨って配設され、前記フレーム体は、前記第 1面と対向する第 2面側が、各支持部材間を介して前記第 1のヒータを配設するための空間部を備えることが好ましい。

[0461] この構成によれば、感熱保護スィッチ装置を用いて構成した保護回路を備えているので、保護回路基板の小型化が促進される。このため、電池パックの小型化も促進されること〖こなる。

[0462] (53)前記感熱保護スィッチ装置は、前記二次電池の正極端子と前記第 1の接続端子との間に配設され、前記保護制御部は、前記二次電池が過剰に充電されたことを検出する過充電検出回路と、前記過充電検出回路の検出信号によりオンオフ制御されるスィッチ素子とを備えることが好ま、。

[0463] この構成によれば、二次電池が過剰に充電された場合に第 1のヒータに通電されて感熱保護スィッチ装置を構成する感熱スィッチ素子が加熱されるので、充電回路が確実に遮断される。このため、二次電池を確実に保護することができ、信頼性の高い電池パックを実現することができる。

[0464] (54)前記過充電検出回路、前記スィッチ素子及び前記第 1のヒータを半導体集積回路により構成したことが好ましい。

[0465] この構成によれば、保護回路を構成する過充電検出回路、スィッチ素子及び第 1のヒータが半導体集積回路により構成されるので、保護回路が小型化されて保護回路基板の小型化がより促進される。このため、電池パックの小型化もより促進されることになる。

[0466] (55)前記半導体集積回路は、前記空間部に配設され、前記感熱スィッチを加熱することが好ましい。

[0467] この構成によれば、感熱保護スィッチ装置を構成する感熱スィッチ素子が半導体集積回路により加熱されるので、第 1のヒータのみの場合よりも発熱量が増大されて感熱スィッチ素子が確実に加熱される。このため、二次電池を確実に保護することができ、信頼性の高、電池パックを実現することができる。

[0468] (56)本発明による感熱保護スィッチ装置は、加熱体により加熱されることで回路をオフにする感熱保護スィッチ装置であって、所定間隔をおいて配置された第 1支持部材及び第 2支持部材を有するフレーム体と、このフレーム体の第 1面側における第 1支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 1配線導体と、前記フレーム体の第 1面側における第 2支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 2配線導体と、前記第 1配線導体及び前記第 2配線導体の各接点間に跨って配設され、加熱体により加熱された場合に各接点間をオフにする感熱スィッチとから構成され、前記フレーム体の第 1面と対向する第 2面側が各支持部材間を介して前記感熱スィッチを加熱するための加熱体を配設可能にする開放状とされたことを特徴とする。

[0469] この構成によれば、フレーム体の第 2面側が第 1支持部材及び第 2支持部材間を介して感熱スィッチ素子を加熱する加熱体を配設可能にする開放状とされ、加熱体とは独立して取り扱うことのできるユニットィ匕されたものであるため、加熱体を配線基板に実装した後で、加熱体の実装とは独立して感熱保護スィッチ装置を配線基板に実装することができる。このため、保護回路基板の組み立てが容易になると共に、配線基板の構造が複雑ィ匕することもないので保護回路基板の小型化を促進することができる。

[0470] (57)本発明による電池パックは、第 1の接続端子及び第 2の接続端子を有する電池パックであって、負荷装置に対し電力を供給するための二次電池と、前記二次電池を保護するためのもので、上記（56)記載の感熱保護スィッチ装置を用いて構成した保護回路とを備えたことを特徴とする。

[0471] この構成によれば、感熱保護スィッチ装置を用いて構成した保護回路を備えているので、保護回路基板の小型化が促進される。このため、電池パックの小型化も促進されること〖こなる。

産業上の利用可能性

[0472] 本発明は、簡素な回路で二次電池を過剰な充電や過大な放電電流から保護することができ、モパイル機器や駆動用電源として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 二次電池を充電する充電装置及び Z又は前記二次電池からの放電電流により駆動される負荷機器を接続するための第 1及び第 2の接続端子と、

前記二次電池の両極に接続される第 3及び第 4の接続端子と、

前記第 1及び第 3の接続端子間に設けられ、予め設定された所定の温度を超えた場合にオフする感熱スィッチと、

前記感熱スィッチを加熱するための第 1のヒータと、

前記二次電池の特性に関わる物理量が予め設定された物理量の値を超えた場合、前記第 1のヒータを発熱させて前記感熱スィッチをオフさせる保護制御部とを備えることを特徴とする二次電池の保護回路。

[2] 前記二次電池の特性に関わる物理量は前記第 3の接続端子の電圧であり、

前記保護制御部は、前記第 3の接続端子の電圧が、予め設定された基準電圧を超えた場合に前記第 1のヒータを発熱させて前記感熱スィッチをオフさせることを特徴とする請求項 1記載の二次電池の保護回路。

[3] 前記第 1のヒータは、温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTCサーミスタであることを特徴とする請求項 2記載の二次電池の保護回路。

[4] 前記感熱スィッチは、バイメタルスィッチ、形状記憶合金を用いたスィッチ、及び形状記憶榭脂を用いたスィッチのうちから選ばれた 1種であることを特徴とする請求項 2 記載の二次電池の保護回路。

[5] 前記感熱スィッチと直列に接続されたヒューズを更に備え、

前記感熱スィッチは、前記ヒューズよりも先にオフするべく動作条件が設定されていることを特徴とする請求項 2記載の二次電池の保護回路。

[6] 前記第 1のヒータは、前記感熱スィッチに並列接続され、

前記保護制御部は、前記二次電池の特性に関わる物理量を検出する検出部を備えることを特徴とする請求項 1記載の二次電池の保護回路。

[7] 前記二次電池の特性に関わる物理量は、前記第 3の接続端子の電圧であり、前記検出部は、前記第 3の接続端子の電圧を検出するものであり、

前記保護制御部は、前記検出部により検出された電圧が、予め設定された基準電圧を超えた場合に前記第 1のヒータを発熱させて前記感熱スィッチをオフさせることを特徴とする請求項 6記載の二次電池の保護回路。

[8] 前記二次電池の特性に関わる物理量は、前記二次電池の温度であり、

前記保護制御部は、前記検出部により検出された二次電池の温度が、予め設定された温度を超えた場合に前記第 1のヒータを発熱させて前記感熱スィッチをオフさせることを特徴とする請求項 6記載の二次電池の保護回路。

[9] 前記第 3の接続端子に接続された二次電池の放電電流を流す方向と順方向に第 1 の整流素子が、前記第 1のヒータと前記第 1の接続端子との間にさらに設けられ、前記保護制御部は、前記第 1のヒータと前記第 1の整流素子との接続点と、前記第 2の接続端子との間の接続を開閉するスィッチ部を備えると共に、前記検出部により検出された物理量が、予め設定された物理量の値を超えた場合に前記スィッチ部をオンさせることを特徴とする請求項 6記載の二次電池の保護回路。

[10] 前記第 1のヒータは、第 2及び第 3のヒータの直列回路力構成され、

前記保護制御部は、前記第 2のヒータと前記第 3のヒータとの接続点と、前記第 4の接続端子との間の接続を開閉するスィッチ部を備えると共に、前記検出部により検出された物理量が、予め設定された物理量の値を超えた場合に前記スィッチ部をオンさせることを特徴とする請求項 6記載の二次電池の保護回路。

[11] 前記第 1の接続端子に一端が接続されると共に前記感熱スィッチを加熱するための第 4のヒータを更に備え、

前記保護制御部は、前記第 4のヒータの他端と前記第 2の接続端子との間の接続を開閉するスィッチ部を備えると共に、前記検出部により検出された物理量が、予め設定された物理量の値を超えた場合に前記スィッチ部をオンさせることを特徴とする請求項 6記載の二次電池の保護回路。

[12] 前記第 1及び第 4のヒータは、前記感熱スィッチがオフした場合における前記第 3の接続端子に接続された前記二次電池からの放電電流による前記第 1のヒータの発熱量と、前記スィッチ部がオンした場合における前記第 1の接続端子に接続された前記充電装置からの出力電流による前記第 4のヒータの発熱量とを等しくするべく抵抗値が設定されて、ることを特徴とする請求項 11記載の二次電池の保護回路。

[13] 前記第 3の接続端子に接続された二次電池の放電電流を流す方向と順方向に第 2 の整流素子が、前記第 3の接続端子と前記第 1のヒータとの間に更に設けられることを特徴とする請求項 11記載の二次電池の保護回路。

[14] 前記第 2及び第 3のヒータは、温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTCサーミスタであり、

前記 PTCサーミスタは、略板状の形状にされると共に少なくとも一方の面を複数の領域に分割する溝が形成されており、

前記 PTCサーミスタの一方の面における前記複数の領域のうち、一部の領域が第 1の電極として用、られると共に当該第 1の電極を除く領域の少なくとも一部が第 2の電極として用いられ、

前記 PTCサーミスタの他方の面が第 3の電極として用いられ、

前記第 1及び第 3の電極が前記第 2のヒータにおける両端の接続端子として用いられ、

前記第 3及び第 2の電極が前記第 3のヒータにおける両端の接続端子として用いられることを特徴とする請求項 10記載の二次電池の保護回路。

[15] 前記第 1及び第 4のヒータは、温度の増減に応じて抵抗値が増減する PTCサーミスタであり、

前記第 1及び第 3の電極が前記第 1のヒータにおける両端の接続端子として用いられ、

前記第 3及び第 2の電極が前記第 4のヒータにおける両端の接続端子として用いられることを特徴とする請求項 11記載の二次電池の保護回路。

[16] 前記溝は、前記 PTCサーミスタにおける前記一方の面を二つの領域に分割するものであり、

前記溝により分割された一方の領域が第 1の電極として用いられると共に他方の領域が第 2の電極として用いられることを特徴とする請求項 14記載の二次電池の保護回路。

[17] 前記溝は、前記 PTCサーミスタにおける前記一方の面を四つの領域に分割する略十文字形の溝であり、

前記四つの領域における互いに隣接する二つの領域が前記第 1の電極として用いられ、

前記四つの領域のうち前記第 1の電極として用、られる二つの領域を除く他の領域が第 2の電極として用いられることを特徴とする請求項 14記載の二次電池の保護回路。

[18] 前記 PTCサーミスタは、物理的に縦及び横の方向が決定できる形状であることを特徴とする請求項 12記載の二次電池の保護回路。

[19] 前記感熱スィッチは、流れる電流によって自己発熱して所定の動作温度を超えた場合にオフする共に、外部加熱されることにより前記動作温度を超えた場合にオフするものであり、

前記保護制御部は、

前記第 1のヒータの通電制御を行うスイッチング部と、

前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が所定の過充電保護電圧を超える場合に前記スイッチング部に前記第 1のヒータを通電させる第 1の過充電保護部と、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える場合に前記スイッチング部に前記第 1のヒータを通電させる第 2の過充電保護部とを備えることを特徴とする請求項 1記載の二次電池の保護回路。

[20] 前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える力否かを検知する第 1のコンパレータを備え、

前記第 2の過充電保護部は、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えた場合にハイレベルの信号を出力する第 2のコンパレータを備え、前記スイッチング部は、前記第 1及び第 2のコンパレータのうち少なくともいずれか一方のコンパレータがハイレベルの信号を出力した場合、前記第 1のヒータを通電させることを特徴とする請求項 19記載の二次電池の保護回路。

[21] 前記スイッチング部は、

入力端子に前記第 1及び第 2のコンパレータの出力端子が接続された ORゲートとゲートが前記 ORゲートの出力端子に接続され、ドレインが前記第 1のヒータに接続され、ソースが前記第 2及び第 4の接続端子に接続された nチャネル電界効果型トランジスタとを備えることを特徴とする請求項 20記載の二次電池の保護回路。

[22] 前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧に所定の短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、前記スイッチング部に前記第 1 のヒータを通電させる短絡保護部を更に備えることを特徴とする請求項 1記載の二次電池の保護回路。

[23] 前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える力否かを検知する第 1のコンパレータを備え、

前記第 2の過充電保護部は、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えた場合にハイレベルの信号を出力する第 2のコンパレータを備え、前記短絡保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧に前記短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、ハイレベルの信号を出力する第 3のコンパレータを備え、

前記スイッチング部は、前記第 1〜第 3のコンパレータのうち少なくともいずれか一つのコンパレータがハイレベルの信号を出力した場合、前記第 1のヒータを通電させることを特徴とする請求項 22記載の二次電池の保護回路。

[24] 前記スイッチング部は、

入力端子に前記第 1〜3のコンパレータの出力端子が接続された ORゲートと、ゲートが前記 ORゲートの出力端子に接続され、ドレインが前記第 1のヒータに接続され、ソースが前記第 2及び第 4の接続端子に接続された nチャネル電界効果型トランジスタとを備えることを特徴とする請求項 23記載の二次電池の保護回路。

[25] 前記第 1のヒータの温度が前記感熱スィッチの動作温度よりも高い所定の上限温度になった場合、前記スイッチング部に前記第 1のヒータへの通電を停止させる温度制御部を更に備えることを特徴とする請求項 22記載の二次電池の保護回路。

[26] 前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える場合にハイレベルの信号を出力する第 1のコンパレータを備え、前記第 2の過充電保護部は、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えた場合にハイレベルの信号を出力する第 2のコンパレータを備え、前記短絡保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧に前記短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、ハイレベルの信号を出力する第 3のコンパレータを備え、

前記温度制御部は、

前記第 1のヒータの温度を検知する温度センサと、

前記温度センサにより検知された温度が前記上限温度となった場合、ローレベルの信号を出力する第 4のコンパレータを備え、

前記スイッチング部は、

入力端子に前記第 1〜3のコンパレータの出力端子が接続された ORゲートと、入力端子に前記 ORゲートの出力端子と前記第 4のコンパレータの出力端子とが接続された ANDゲートと、

ゲートが前記 ANDゲートの出力端子に接続され、ドレインが前記第 1のヒータに接続され、ソースが前記第 2及び第 4の接続端子に接続された nチャネル電界効果型トランジスタとを備えることを特徴とする請求項 25記載の二次電池の保護回路。

[27] 前記感熱スィッチは、流れる電流によって自己発熱して所定の動作温度を超えた場合にオフする共に、外部加熱されることにより前記動作温度を超えた場合にオフするものであり、

前記保護制御部は、

前記第 1のヒータの通電制御を行うスイッチング部と、

前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が所定の過充電保護電圧を超える場合に前記スイッチング部に第 1のヒータを通電させる第 1の過充電保護部と、

前記第 1のヒータの温度が前記感熱スィッチの動作温度よりも高い所定の上限温度になった場合、前記スイッチング部に前記第 1のヒータへの通電を停止させる温度制御部とを備えることを特徴とする請求項 1記載の二次電池の保護回路。

[28] 前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える場合にハイレベルの信号を出力する第 1のコンパレータを備え、前記第 2の過充電保護部は、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えた場合にハイレベルの信号を出力する第 2のコンパレータを備え、前記短絡保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧に前記短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、ハイレベルの信号を出力する第 3のコンパレータを備え、

前記温度制御部は、

前記第 1のヒータの温度を検知する温度センサと、

前記スイッチング部は、

ゲートが前記 ANDゲートの出力端子に接続され、ドレインが前記第 1のヒータに接続され、ソースが前記第 2及び第 4の接続端子に接続された nチャネル電界効果型トランジスタとを備えることを特徴とする請求項 27記載の二次電池の保護回路。

[29] 前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える場合、ハイレベルの信号を出力する第 1のコンパレータを備え、前記温度制御部は、

前記第 1のヒータの温度を検知する温度センサと、

前記スイッチング部は、前記第 1及び第 4のコンパレータの両コンパレータがハイレベルの信号を出力した場合、前記第 1のヒータを通電させ、両コンパレータのうち少なくともいずれか一方のコンパレータがローレベルの信号を出力した場合、前記第 1 のヒータへの通電を停止させることを特徴とする請求項 28記載の二次電池の保護回路。

[30] 前記感熱スィッチと前記第 3の接続端子との間に接続された温度ヒューズを更に備え、

前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧よりも高い第 2の過充電保護電圧を超えた場合、前記上限温度を前記温度ヒューズの溶断温度よりも高い温度に変更する上限温度変更部を更に備えることを特徴とする請求項 27記載の二次電池の保護回路。

[31] 前記感熱スィッチは、前記第 1及び第 3の接続端子間に接続され、流れる電流によつて自己発熱して所定の動作温度を超えた場合にオフする共に、外部加熱されることにより前記動作温度を超えた場合にオフするものであり、

前記保護制御部は、

前記第 1のヒータの通電制御を行うスイッチング部と、

前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が所定の過充電保護電圧を超える場合に、前記スイッチング部に前記第 1のヒータを通電させる第 1の過充電保護部と、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が、前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧に所定の短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、前記スイッチング部に前記第 1のヒータを通電させる短絡保護部とを備えることを特徴とする請求項 1記載の二次電池の保護回路。

[32] 前記第 1の過充電保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超える力否かを検知する第 1のコンパレータを備え、

前記短絡保護部は、前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が前記第 1及び第 2の接続端子間の電圧に所定の短絡保護電圧を加えた電圧を超える場合に、ハイレべルの信号を出力する第 3のコンパレータを備え、

前記スイッチング部は、前記第 1及び第 3のコンパレータのうち少なくともいずれか一方のコンパレータがハイレベルの信号を出力した場合、前記第 1のヒータを通電させることを特徴とする請求項 31記載の二次電池の保護回路。

[33] 前記スイッチング部は、

入力端子に前記第 1及び第 3のコンパレータの出力端子が接続された ORゲートとゲートが前記 ORゲートの出力端子に接続され、ドレインが前記第 1のヒータに接続され、ソースが前記第 2及び第 4の接続端子に接続された nチャネル電界効果型トランジスタとを備えることを特徴とする請求項 32記載の二次電池の保護回路。

[34] 前記感熱スィッチに抵抗を並列接続したことを特徴とする請求項 22記載の二次電池の保護回路。

[35] 前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が所定の過放電電圧以下となった場合、前記二次電池からの保護回路への電力供給を停止する電源制御部を更に備えることを特徴とする請求項 19記載の二次電池の保護回路。

[36] 前記感熱スィッチはバイメタルスィッチであり、

前記保護制御部は、

前記第 3及び第 4の接続端子間の電圧が所定の過充電保護電圧を超える場合、前記第 1のヒータを通電し、前記バイメタルスィッチをオフする過充電保護部と、前記過充電保護部が前記バイメタルスィッチをオフする回数をカウントし、カウント値が前記バイメタルスィッチの動作保障回数を基に定められた所定の値を超えた場合、前記二次電池との電気的な接続を遮断する遮断部とを備えることを特徴とする請求項 1記載の二次電池の保護回路。

[37] 前記遮断部は、

前記ノィメタルスィッチと前記第 3の接続端子との間に接続された温度ヒューズと、前記温度ヒューズを加熱する第 2のヒータと、

前記カウント値が前記所定の値を超えた場合、前記第 2のヒータを通電し、前記温度ヒューズを溶断する温度ヒューズ制御部とを備えることを特徴とする請求項 36記載の二次電池の保護回路。

[38] 前記過充電保護部は、コンパレータと第 1のトランジスタとを備え、

前記温度ヒューズ制御部は、カウンタと第 2のトランジスタとを備え、

前記コンパレータは、前記第 ₃及び第 4の接続端子間の電圧が前記過充電保護電圧を超えた場合、前記第 1のトランジスタをオンして前記第 1のヒータを通電させると共に、前記カウンタをカウントアップさせ、

前記カウンタはカウント値が前記所定の値を超えた場合、前記第 2のトランジスタをオンして前記第 2のヒータを通電することを特徴とする請求項 37記載の二次電池の保護回路。

[39] 前記第 1のヒータは、前記第 1のトランジスタから構成され、前記第 2のヒータは前記第 2のトランジスタ力構成され、前記バイメタルスィッチは、前記第 1のトランジスタのオン時に発生する熱により加熱し、前記温度ヒューズは、前記第 2のトランジスタのォン時に発生する熱により加熱することを特徴とする請求項 38記載の二次電池の保護回路。

[40] 所定間隔をおいて配置された第 1支持部材及び第 2支持部材を有するフレーム体と、前記フレーム体の第 1面側における第 1支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 1配線導体と、前記フレーム体の第 1面側における第 2支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 2配線導体と、前記感熱スイツチとを備える感熱保護スィッチ装置を含み、

前記感熱スィッチは、前記第 1配線導体及び前記第 2配線導体の各接点間に跨つて配設され、

前記フレーム体は、前記第 1面と対向する第 2面側に、各支持部材間を介して前記第 1のヒータを配設するための空間部を備えることを特徴とする請求項 1記載の二次電池の保護回路。

[41] 前記感熱スィッチは、前記各接点間に跨って配設された可動接点部材と、前記第 1 のヒータにより加熱された場合に前記可動接点部材に作用して前記各接点間をオフにするノィメタル素子とを備え、

前記フレーム体は、第 1支持部材及び第 2支持部材間を連結すると共に、前記バイメタル素子を前記第 1面側に配設する連結部材を備えたものであることを特徴とする請求項 40記載の二次電池の保護回路。

[42] 前記フレーム体は、前記連結部材を第 1支持部材及び第 2支持部材の第 1面及び第 2面間における中間部に形成することで当該連結部材の第 2面側に凹部が形成され、この凹部を前記空間部とすることを特徴とする請求項 41記載の二次電池の保護回路。

[43] 前記フレーム体の第 1面側に前記感熱スィッチを覆うカバー体を備えたことを特徴とする請求項 40記載の二次電池の保護回路。

[44] 前記フレーム体は、第 1支持部材と第 2支持部材とを配線基板で固定することによつて構成されていることを特徴とする請求項 40記載の二次電池の保護回路。

[45] 二次電池と、

請求項 1記載の二次電池の保護回路とを備えることを特徴とする電池パック。

[46] 前記二次電池を収容する有底の容器と、

前記保護回路を構成する配線パターンを備えた外部端子接続ユニットとを備え、前記保護回路は、前記外部端子接続ユニットに形成されていることを特徴とする請求項 45記載の電池パック。

[47] 前記配線パターンは、前記外部端子接続ユニットにおける前記容器に収容された二次電池と対向する側の表面に印刷形成されていることを特徴とする請求項 46記載の電池パック。

[48] 前記感熱スィッチは、前記外部端子接続ユニットにおける前記容器に収容された二次電池と対向する位置に配設されることを特徴とする請求項 46記載の電池パック

[49] 前記保護制御部を覆うように設けられた導電性のカバーをさらに備え、

前記カバーは、前記保護制御部を跨いで前記保護制御部の両側に形成された配線パターン間を接続するべく取り付けられていることを特徴とする請求項 48記載の電池パック。

[50] 前記感熱スィッチと直列に接続されたヒューズをさらに備え、

前記感熱スィッチは、前記ヒューズよりも先にオフするべく動作条件が設定されており、

前記ヒューズは、前記カバーにおける前記容器に収容された二次電池と対向する位置に配設されていることを特徴とする請求項 49記載の電池パック。

[51] 前記感熱スィッチは、バイメタル、形状記憶合金、及び形状記憶樹脂のうちから選ばれた 1種の温度に応じた変形によって駆動される可動切片を備え、

前記外部端子接続ユニットにおける前記容器に収容された二次電池と対向する側の表面に、前記可動切片を支持する支持部材が形成されていることを特徴とする請求項 48記載の電池パック。

[52] 前記保護回路は、所定間隔をお!、て配置された第 1支持部材及び第 2支持部材を有するフレーム体と、前記フレーム体の第 1面側における第 1支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 1配線導体と、前記フレーム体の第 1面側における第 2支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 2配線導体と、前記感熱スィッチとを備える感熱保護スィッチ装置を含み、

前記フレーム体は、前記第 1面と対向する第 2面側が、各支持部材間を介して前記第 1のヒータを配設するための空間部を備えることを特徴とする請求項 45記載の電池パック。

[53] 前記感熱保護スィッチ装置は、前記二次電池の正極端子と前記第 1の接続端子との間に配設され、

前記保護制御部は、

前記二次電池が過剰に充電されたことを検出する過充電検出回路と、前記過充電検出回路の検出信号によりオンオフ制御されるスィッチ素子とを備えることを特徴とする請求項 52記載の電池パック。

[54] 前記過充電検出回路、前記スィッチ素子及び前記第 1のヒータを半導体集積回路により構成したことを特徴とする請求項 53記載の電池パック。

[55] 前記半導体集積回路は、前記空間部に配設され、前記感熱スィッチを加熱することを特徴とする請求項 54記載の電池パック。

[56] 加熱体により加熱されることで回路をオフにする感熱保護スィッチ装置であって、所定間隔をおいて配置された第 1支持部材及び第 2支持部材を有するフレーム体と、

このフレーム体の第 1面側における第 1支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 1配線導体と、

前記フレーム体の第 1面側における第 2支持部材上に配設されて接点を構成すると共に、当該接点から延設されることで取付端子を構成する第 2配線導体と、前記第 1配線導体及び前記第 2配線導体の各接点間に跨って配設され、加熱体により加熱された場合に各接点間をオフにする感熱スィッチとから構成され、

前記フレーム体の第 1面と対向する第 2面側が各支持部材間を介して前記感熱スイッチを加熱するための加熱体を配設可能にする開放状とされたことを特徴とする感熱保護スィッチ装置。

第 1の接続端子及び第 2の接続端子を有する電池パックであって、

負荷装置に対し電力を供給するための二次電池と、

前記二次電池を保護するためのもので、請求項 56記載の感熱保護スィッチ装置を用いて構成した保護回路とを備えたことを特徴とする電池パック。