JP2003197268A - 異常保護回路付電池パック - Google Patents
異常保護回路付電池パックInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 過充電保護機能等が故障した場合にも簡単な
構成の付加により電池の破裂や発火に至る事態を未然に
防止する。 【解決手段】 ケース内の異常状態を検出して充電を停
止させる異常保護回路付電池パックであって、二次電池
１の充電回路に直列に接続され充電回路を遮断する回路
遮断手段２と、異常圧力を検出する圧力検出手段３と、
異常温度を検出する温度検出手段４と、圧力検出手段３
により異常圧力が検出されたとき又は温度検出手段４に
より異常温度が検出されたとき回路遮断手段２を動作さ
せて充電回路を遮断する保護回路Ｔとを備え、二次電池
１に一定以上の電圧がかかり、過充電で電池が膨れて異
常圧力、異常温度になっても、電池の破裂や発火などが
生じる前に充電回路を遮断して、破裂や発火に至るのを
防止する。
構成の付加により電池の破裂や発火に至る事態を未然に
防止する。 【解決手段】 ケース内の異常状態を検出して充電を停
止させる異常保護回路付電池パックであって、二次電池
１の充電回路に直列に接続され充電回路を遮断する回路
遮断手段２と、異常圧力を検出する圧力検出手段３と、
異常温度を検出する温度検出手段４と、圧力検出手段３
により異常圧力が検出されたとき又は温度検出手段４に
より異常温度が検出されたとき回路遮断手段２を動作さ
せて充電回路を遮断する保護回路Ｔとを備え、二次電池
１に一定以上の電圧がかかり、過充電で電池が膨れて異
常圧力、異常温度になっても、電池の破裂や発火などが
生じる前に充電回路を遮断して、破裂や発火に至るのを
防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ケース内の異常状
態を検出して充電を停止させる異常保護回路付電池パッ
クに関する。
態を検出して充電を停止させる異常保護回路付電池パッ
クに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図２は
電池パックの回路構成概要を示す図であり、１１は二次
電池、１２は保護制御部、ＳＷ１は放電制御素子、ＳＷ
２は充電制御素子を示す。
電池パックの回路構成概要を示す図であり、１１は二次
電池、１２は保護制御部、ＳＷ１は放電制御素子、ＳＷ
２は充電制御素子を示す。
【０００３】一般に電池パックにおいては、例えば図２
に示すように二次電池１１、保護能制御部１２、放電制
御素子ＳＷ１、充電制御素子ＳＷ２を内蔵している。保
護制御部１２は、二次電池１１の端子電圧を監視し、少
なくとも過充電検知機能、過充電を検知したときに充電
制御素子ＳＷ２を制御する機能を有するものであり、こ
の保護機能により二次電池１１が過充電になり充電電圧
に異常に高くなった場合に、充電制御素子ＳＷ２をオフ
にして、充電を停止させている。
に示すように二次電池１１、保護能制御部１２、放電制
御素子ＳＷ１、充電制御素子ＳＷ２を内蔵している。保
護制御部１２は、二次電池１１の端子電圧を監視し、少
なくとも過充電検知機能、過充電を検知したときに充電
制御素子ＳＷ２を制御する機能を有するものであり、こ
の保護機能により二次電池１１が過充電になり充電電圧
に異常に高くなった場合に、充電制御素子ＳＷ２をオフ
にして、充電を停止させている。
【０００４】上記保護制御部１２が故障して過充電検
知、保護機能が動作しなくなり、二次電池１１が満充電
電圧を越えて過充電状態に曝されることになると、二次
電池１１には過電圧が加わって発熱、膨れが生じる。し
かし、このような発熱、膨れが生じても、そのままでは
電池パックの極端な膨れ等が発生しない限り、視覚的に
充電環境の異常等を電池パック単体で検出することは難
しい。その結果、最終的に破裂したり、発火するという
問題に至ってしまう。
知、保護機能が動作しなくなり、二次電池１１が満充電
電圧を越えて過充電状態に曝されることになると、二次
電池１１には過電圧が加わって発熱、膨れが生じる。し
かし、このような発熱、膨れが生じても、そのままでは
電池パックの極端な膨れ等が発生しない限り、視覚的に
充電環境の異常等を電池パック単体で検出することは難
しい。その結果、最終的に破裂したり、発火するという
問題に至ってしまう。
【０００５】また、例えば単体で電池の膨れを検知して
電流を遮断するものも提案されてはいるが（特開平１０
−２１４６１２号公報、特開２０００−２５１９４２号
公報等を参照）、このような従来のものでは、誤動作の
確率が高く実用上では問題がある。
電流を遮断するものも提案されてはいるが（特開平１０
−２１４６１２号公報、特開２０００−２５１９４２号
公報等を参照）、このような従来のものでは、誤動作の
確率が高く実用上では問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、過充電保護機能等が故障した場合
にも簡単な構成の付加により電池の破裂や発火に至る事
態を未然に防止しようとするものである。
決するものであって、過充電保護機能等が故障した場合
にも簡単な構成の付加により電池の破裂や発火に至る事
態を未然に防止しようとするものである。
【０００７】そのために本発明は、ケース内の異常状態
を検出して充電を停止させる異常保護回路付電池パック
であって、二次電池の充電回路に直列に接続され充電回
路を遮断する回路遮断手段と、異常圧力を検出する圧力
検出手段と、異常温度を検出する温度検出手段と、前記
圧力検出手段により異常圧力が検出されたとき又は前記
温度検出手段により異常温度が検出されたとき前記回路
遮断手段を動作させて充電回路を遮断する保護回路とを
備えたことを特徴とするものである。
を検出して充電を停止させる異常保護回路付電池パック
であって、二次電池の充電回路に直列に接続され充電回
路を遮断する回路遮断手段と、異常圧力を検出する圧力
検出手段と、異常温度を検出する温度検出手段と、前記
圧力検出手段により異常圧力が検出されたとき又は前記
温度検出手段により異常温度が検出されたとき前記回路
遮断手段を動作させて充電回路を遮断する保護回路とを
備えたことを特徴とするものである。
【０００８】前記回路遮断手段としてヒューズを用い、
前記保護回路は、前記ヒューズを通して前記二次電池の
端子間を短絡する回路であり、前記二次電池の電圧が所
定値以上であることを条件として前記二次電池の端子間
を短絡し、また、前記保護回路は、遅延回路を有し一定
時間前記異常圧力又は異常温度の検出状態が継続したと
き前記回路遮断手段を動作させ、前記圧力検出手段は、
前記二次電池と該二次電池を覆うケース間の異常圧力を
検出するものであることを特徴とするものである。
前記保護回路は、前記ヒューズを通して前記二次電池の
端子間を短絡する回路であり、前記二次電池の電圧が所
定値以上であることを条件として前記二次電池の端子間
を短絡し、また、前記保護回路は、遅延回路を有し一定
時間前記異常圧力又は異常温度の検出状態が継続したと
き前記回路遮断手段を動作させ、前記圧力検出手段は、
前記二次電池と該二次電池を覆うケース間の異常圧力を
検出するものであることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る異常保護回
路付電池パックの実施の形態を示す図であり、１は二次
電池、２はヒューズ、３は圧力センサ、４は温度セン
サ、５はオア論理回路、６は遅延回路、７はアンド論理
回路、Ｄは定電圧素子、Ｔはスイッチング素子、Ｒ１、
Ｒ２は抵抗を示す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る異常保護回
路付電池パックの実施の形態を示す図であり、１は二次
電池、２はヒューズ、３は圧力センサ、４は温度セン
サ、５はオア論理回路、６は遅延回路、７はアンド論理
回路、Ｄは定電圧素子、Ｔはスイッチング素子、Ｒ１、
Ｒ２は抵抗を示す。
【００１０】図１において、ヒューズ２は、二次電池１
の充電回路に直列に接続され過大な充電電流が流れると
自己発熱により溶断して充電回路を遮断する回路遮断手
段であり、例えば配線に用いるＮｉタブを一定電流で溶
断するように加工したものを用いることもできる。圧力
センサ３は、二次電池１とそれを覆うケースの間に設置
されて一定値以上となる異常圧力を検出する圧力検出手
段であり、温度センサ４は、一定値以上となる二次電池
１の異常温度を検出する温度検出手段である。オア論理
回路５は、圧力センサ３による異常圧力の検出信号と、
温度センサ４による異常温度の検出信号とのオア処理を
行い、いずれかの検出信号により遅延回路６を動作させ
るものである。
の充電回路に直列に接続され過大な充電電流が流れると
自己発熱により溶断して充電回路を遮断する回路遮断手
段であり、例えば配線に用いるＮｉタブを一定電流で溶
断するように加工したものを用いることもできる。圧力
センサ３は、二次電池１とそれを覆うケースの間に設置
されて一定値以上となる異常圧力を検出する圧力検出手
段であり、温度センサ４は、一定値以上となる二次電池
１の異常温度を検出する温度検出手段である。オア論理
回路５は、圧力センサ３による異常圧力の検出信号と、
温度センサ４による異常温度の検出信号とのオア処理を
行い、いずれかの検出信号により遅延回路６を動作させ
るものである。
【００１１】定電圧素子Ｄは、二次電池１が一定以上の
電圧に充電されているかどうかを判定、検出する、例え
ば定電圧ダイオードである。アンド論理回路７は、遅延
回路６の出力信号と定電圧素子Ｄの出力信号とのアンド
処理を行い、スイッチング素子Ｔをオンに制御するもの
であり、ここでは、異常圧力又は異常温度が遅延回路６
で設定された一定時間異常継続した場合に、かつ二次電
池１の端子間の充電電圧が定電圧素子Ｄの動作定電圧を
越える場合にスイッチング素子Ｔをオンに制御する。ス
イッチング素子Ｔは、ヒューズ２を通して二次電池１の
端子間を短絡するものであり、抵抗Ｒ２は、その短絡電
流を規定する、例えばＦＥＴその他のトランジスタであ
る。
電圧に充電されているかどうかを判定、検出する、例え
ば定電圧ダイオードである。アンド論理回路７は、遅延
回路６の出力信号と定電圧素子Ｄの出力信号とのアンド
処理を行い、スイッチング素子Ｔをオンに制御するもの
であり、ここでは、異常圧力又は異常温度が遅延回路６
で設定された一定時間異常継続した場合に、かつ二次電
池１の端子間の充電電圧が定電圧素子Ｄの動作定電圧を
越える場合にスイッチング素子Ｔをオンに制御する。ス
イッチング素子Ｔは、ヒューズ２を通して二次電池１の
端子間を短絡するものであり、抵抗Ｒ２は、その短絡電
流を規定する、例えばＦＥＴその他のトランジスタであ
る。
【００１２】次に、動作を説明する。二次電池パックで
は、先に述べたように通常、過充電保護機能を備えてい
るが（図示せず）、この過充電保護機能が作動せず、さ
らに過充電状態が進行した場合、発熱、膨れが生じて電
池パック内の温度が上昇し、圧力が上昇する。その結
果、圧力が一定値を越えると、圧力センタ３により異常
圧力が検出され、また、温度が一定値を越えると、温度
センタ４により異常温度が検出される。
は、先に述べたように通常、過充電保護機能を備えてい
るが（図示せず）、この過充電保護機能が作動せず、さ
らに過充電状態が進行した場合、発熱、膨れが生じて電
池パック内の温度が上昇し、圧力が上昇する。その結
果、圧力が一定値を越えると、圧力センタ３により異常
圧力が検出され、また、温度が一定値を越えると、温度
センタ４により異常温度が検出される。
【００１３】これらいずれかの出力によりオア論理回路
５を通して遅延回路６が動作し、その状態が一定時間以
上にわたり継続すると、二次電池１が定電圧素子Ｄで規
定される一定以上の電圧であることを条件に、アンド論
理回路７を通してスイッチング素子Ｔをオンになり、二
次電池１からヒューズ２、抵抗Ｒ２を通して短絡電流が
流れる。この短絡電流によりヒューズ２が溶断されて、
充電回路が遮断される。遅延回路６及び定電圧素子Ｄを
用い、一定以上の電圧が二次電池１にかかっていること
を判定した上で、さらに一定以上の時間にわたり圧力又
は温度が異常である場合にのみスイッチング素子Ｔがオ
ンしてヒューズ２を溶断させ、電流を手段するので、誤
動作を効果的に防ぐこともできる。
５を通して遅延回路６が動作し、その状態が一定時間以
上にわたり継続すると、二次電池１が定電圧素子Ｄで規
定される一定以上の電圧であることを条件に、アンド論
理回路７を通してスイッチング素子Ｔをオンになり、二
次電池１からヒューズ２、抵抗Ｒ２を通して短絡電流が
流れる。この短絡電流によりヒューズ２が溶断されて、
充電回路が遮断される。遅延回路６及び定電圧素子Ｄを
用い、一定以上の電圧が二次電池１にかかっていること
を判定した上で、さらに一定以上の時間にわたり圧力又
は温度が異常である場合にのみスイッチング素子Ｔがオ
ンしてヒューズ２を溶断させ、電流を手段するので、誤
動作を効果的に防ぐこともできる。
【００１４】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、充電回路を遮断する回路遮断手段と
して過大な電流を流すことにより溶断するヒューズを用
いたが、保護回路において二次電池からの電流が流れる
抵抗を発熱させて、その熱によりヒューズを溶断させる
ようにしてもよいし、バイメタル等で一定時間にわたり
充電回路を遮断させるようにしてもよい。また、異常圧
力又は異常温度の検出と一定時間以上継続した場合に、
電流を遮断する構成が達成できるのであれば、定電圧ダ
イオードやアンド論理回路、スイッチング素子、ヒュー
ズからなる回路を適宜変更することも可能であることは
いうまでもない。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、充電回路を遮断する回路遮断手段と
して過大な電流を流すことにより溶断するヒューズを用
いたが、保護回路において二次電池からの電流が流れる
抵抗を発熱させて、その熱によりヒューズを溶断させる
ようにしてもよいし、バイメタル等で一定時間にわたり
充電回路を遮断させるようにしてもよい。また、異常圧
力又は異常温度の検出と一定時間以上継続した場合に、
電流を遮断する構成が達成できるのであれば、定電圧ダ
イオードやアンド論理回路、スイッチング素子、ヒュー
ズからなる回路を適宜変更することも可能であることは
いうまでもない。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ケース内の異常状態を検出して充電を停止さ
せる異常保護回路付電池パックであって、二次電池の充
電回路に直列に接続され充電回路を遮断する回路遮断手
段と、異常圧力を検出する圧力検出手段と、異常温度を
検出する温度検出手段と、圧力検出手段により異常圧力
が検出されたとき又は温度検出手段により異常温度が検
出されたとき回路遮断手段を動作させて充電回路を遮断
する保護回路とを備えたので、二次電池に一定以上の電
圧がかかり、過充電で電池が膨れて異常圧力、異常温度
になっても、電池の破裂や発火などが生じる前に充電回
路を遮断して、破裂や発火に至るのを防止することがで
きる。
によれば、ケース内の異常状態を検出して充電を停止さ
せる異常保護回路付電池パックであって、二次電池の充
電回路に直列に接続され充電回路を遮断する回路遮断手
段と、異常圧力を検出する圧力検出手段と、異常温度を
検出する温度検出手段と、圧力検出手段により異常圧力
が検出されたとき又は温度検出手段により異常温度が検
出されたとき回路遮断手段を動作させて充電回路を遮断
する保護回路とを備えたので、二次電池に一定以上の電
圧がかかり、過充電で電池が膨れて異常圧力、異常温度
になっても、電池の破裂や発火などが生じる前に充電回
路を遮断して、破裂や発火に至るのを防止することがで
きる。
【００１６】回路遮断手段としてヒューズを用い、保護
回路は、ヒューズを通して二次電池の端子間を短絡する
回路であり、二次電池の電圧が所定値以上であることを
条件として二次電池の端子間を短絡し、また、保護回路
は、遅延回路を有し一定時間異常圧力又は異常温度の検
出状態が継続したとき回路遮断手段を動作させ、圧力検
出手段は、二次電池と該二次電池を覆うケース間の異常
圧力を検出するので、過充電等により電池の膨れや発熱
が生じて異常状態が続く場合には、確実に電流を遮断
し、誤動作を防ぐことができ、二次電池パックの安全性
の向上、信頼性の向上を図ることができる。
回路は、ヒューズを通して二次電池の端子間を短絡する
回路であり、二次電池の電圧が所定値以上であることを
条件として二次電池の端子間を短絡し、また、保護回路
は、遅延回路を有し一定時間異常圧力又は異常温度の検
出状態が継続したとき回路遮断手段を動作させ、圧力検
出手段は、二次電池と該二次電池を覆うケース間の異常
圧力を検出するので、過充電等により電池の膨れや発熱
が生じて異常状態が続く場合には、確実に電流を遮断
し、誤動作を防ぐことができ、二次電池パックの安全性
の向上、信頼性の向上を図ることができる。
【図１】 本発明に係る異常保護回路付電池パックの実
施の形態を示す図である。
施の形態を示す図である。
【図２】 電池パックの回路構成概要を示す図である。
１…二次電池、２…ヒューズ、３…圧力センサ、４…温
度センサ、５…オア論理回路、６…遅延回路、７…アン
ド論理回路、Ｄ…定電圧素子、Ｔ…スイッチング素子、
Ｒ１、Ｒ２…抵抗
度センサ、５…オア論理回路、６…遅延回路、７…アン
ド論理回路、Ｄ…定電圧素子、Ｔ…スイッチング素子、
Ｒ１、Ｒ２…抵抗
Claims (5)
- 【請求項１】 ケース内の異常状態を検出して充電を停
止させる異常保護回路付電池パックであって、二次電池
の充電回路に直列に接続され充電回路を遮断する回路遮
断手段と、異常圧力を検出する圧力検出手段と、異常温
度を検出する温度検出手段と、前記圧力検出手段により
異常圧力が検出されたとき又は前記温度検出手段により
異常温度が検出されたとき前記回路遮断手段を動作させ
て充電回路を遮断する保護回路とを備えたことを特徴と
する異常保護回路付電池パック。 - 【請求項２】 前記回路遮断手段としてヒューズを用
い、前記保護回路は、前記ヒューズを通して前記二次電
池の端子間を短絡する回路であることを特徴とする請求
項１記載の異常保護回路付電池パック。 - 【請求項３】 前記保護回路は、前記二次電池の電圧が
所定値以上であることを条件として前記二次電池の端子
間を短絡することを特徴とする請求項２記載の異常保護
回路付電池パック。 - 【請求項４】 前記保護回路は、遅延回路を有し一定時
間前記異常圧力又は異常温度の検出状態が継続したとき
前記回路遮断手段を動作させることを特徴とする請求項
１記載の異常保護回路付電池パック。 - 【請求項５】 前記圧力検出手段は、前記二次電池と該
二次電池を覆うケース間の異常圧力を検出するものであ
ることを特徴とする請求項１記載の異常保護回路付電池
パック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001398807A JP2003197268A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 異常保護回路付電池パック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001398807A JP2003197268A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 異常保護回路付電池パック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003197268A true JP2003197268A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=27604092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001398807A Withdrawn JP2003197268A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 異常保護回路付電池パック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003197268A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN111357147A (zh) * | 2018-03-07 | 2020-06-30 | 株式会社尼罗沃克 | 电池以及充电器 |
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