專利名稱：保護(hù)電路、電池控制裝置及電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保護(hù)由可充放電的電池單元組成的電池和充放電控制電路的保護(hù)電路、裝入了該保護(hù)電路的充放電控制裝置及電池組。本申請(qǐng)是以在日本于2010年2月19日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)?zhí)柼卦?010-034436為基礎(chǔ)要求優(yōu)先權(quán)的申請(qǐng)，通過參照該申請(qǐng)，援引于本申請(qǐng)。
背景技術(shù)：
作為不僅能夠防止過電流也能夠防止過電壓，對(duì)便攜式電子設(shè)備等的二次電池有用的保護(hù)元件，在基板上配置了發(fā)熱體和低熔點(diǎn)金屬體的保護(hù)元件被沿用至今。保護(hù)由多個(gè)電池單元構(gòu)成的電池的動(dòng)作的保護(hù)電路，有時(shí)會(huì)在電池單元內(nèi)部發(fā)生短路等，電路內(nèi)的電壓大幅變化。像這樣電池單元的一部分故障時(shí)，由于電池電壓大幅降低導(dǎo)致發(fā)熱體的熱量降低，會(huì)發(fā)生不能夠熔斷低熔點(diǎn)金屬的不良情況。此外，由于某種理由電池的電壓急劇上升時(shí)，會(huì)發(fā)生從發(fā)熱體產(chǎn)生過剩的熱量，發(fā)熱體燒焦而故障，不能夠熔斷低熔點(diǎn)金屬的不良情況。為確實(shí)地防止如上述的加熱電阻元件的損傷，用加熱電阻元件確實(shí)地熔斷低熔點(diǎn)金屬體，例如專利文獻(xiàn)I中，記載有如下保護(hù)元件。即，在專利文獻(xiàn)I中，記載有當(dāng)既定的供給電壓被供給到加熱電阻元件時(shí)，通過增加和加熱電阻元件連接的PTC的電阻值而減少流入加熱電阻的電流，防止大電流流入加熱電阻元件導(dǎo)致燒毀的保護(hù)元件。專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I :日本特開2007-135359號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，專利文獻(xiàn)I中記載的保護(hù)元件，即使在施加在加熱電阻元件的電壓低的狀態(tài)下，當(dāng)PTC被加熱而電阻值變高時(shí)，發(fā)熱體的動(dòng)作也會(huì)變差而變得不能夠熔化低熔點(diǎn)金屬體。此外，該保護(hù)元件中，因?yàn)榘l(fā)熱體整體的電阻值對(duì)應(yīng)PTC的溫度特性而變化，所以發(fā)熱量不穩(wěn)定，其結(jié)果，有低熔點(diǎn)金屬體的熔斷時(shí)間不穩(wěn)定的問題。進(jìn)而，電池的電壓急劇變化后，有時(shí)在PTC的電阻值充分增加前，發(fā)熱體上被施加過大的電壓而發(fā)生故障，不能夠熔融低熔點(diǎn)金屬體。本發(fā)明鑒于此類實(shí)際情況而提出，其目的在于，提供一種保護(hù)電路，能夠?qū)?yīng)大幅度的電池的電壓波動(dòng)而防止發(fā)熱體的損傷，用發(fā)熱體的熱量確實(shí)地熔融低熔點(diǎn)金屬體，隔斷電池的充放電路徑。此外，本發(fā)明的目的在于提供裝入了該保護(hù)電路的電池控制裝置、及電池組。作為解決上述問題的方案，本發(fā)明涉及的保護(hù)電路，其特征在于，具備低熔點(diǎn)金屬體，在由I個(gè)以上的可充放電的電池單元組成的電池和充放電控制電路之間的充放電電流路徑上串聯(lián)連接，通過加熱被熔斷；以及發(fā)熱部，其中通電時(shí)發(fā)出熔融所述低熔點(diǎn)金屬體的熱量的多個(gè)電阻器串聯(lián)連接，所述多個(gè)電阻器的端部之中，未和其他的電阻器連接的2個(gè)端部中的一個(gè)，連接在所述低熔點(diǎn)金屬體的電流路徑上；在未和所述低熔點(diǎn)金屬體連接的所述電阻器的各端部，形成有端子部，該端子部對(duì)應(yīng)所述電池的電壓值波動(dòng)范圍被選擇，并和控制流入所述發(fā)熱部的電流的電流控制元件連接。此外，本發(fā)明涉及的電池控制裝置，其特征在于，具備充放電控制電路，和由I個(gè)以上的可充放電的電池單元組成的電池串聯(lián)連接，控制該電池的充放電；低熔點(diǎn)金屬體，在所述電池和所述充放電控制電路之間的充放電電流路徑上串聯(lián)連接，通過加熱熔斷；發(fā)熱部，其中通電時(shí)發(fā)出熔融所述低熔點(diǎn)金屬體的熱量的多個(gè)電阻器串聯(lián)連接；檢測(cè)電路，檢測(cè)所述電池的各電池單元的電壓值；以及電流控制元件，當(dāng)由所述檢測(cè)電路檢測(cè)出的各電池單元的電壓值在既定范圍之外時(shí)，以使電流從所述低熔點(diǎn)金屬體流入所述發(fā)熱部的方式進(jìn)行控制，所述多個(gè)電阻器的端部之中，未和其他的電阻器連接的2個(gè)端部中的一個(gè)，連接在所述低熔點(diǎn)金屬體的電流路徑上，在未和所述低熔點(diǎn)金屬體連接的所述電阻器的端部形成的端子部之中，和對(duì)應(yīng)所述電池的電壓值波動(dòng)范圍被選擇的端子部與所述電流控制元件連接。
此外，本發(fā)明涉及的電池組，其特征在于，具備電池，由I個(gè)以上的可充放電的電池單元組成；充放電控制電路，和所述電池串聯(lián)連接，控制該電池的充放電；低熔點(diǎn)金屬體，在所述電池和所述充放電控制電路之間的充放電電流路徑上串聯(lián)連接，通過加熱熔斷；發(fā)熱部，其中通電時(shí)發(fā)出熔融所述低熔點(diǎn)金屬體的熱量的多個(gè)電阻器串聯(lián)連接；檢測(cè)電路，檢測(cè)所述電池的各電池單元的電壓值；以及電流控制元件，在所述檢測(cè)電路檢測(cè)出的各電池單元的電壓值在既定范圍之外時(shí)，以使電流從所述低熔點(diǎn)金屬體流入所述發(fā)熱部的方式進(jìn)行控制，所述多個(gè)電阻器的端部之中，未和其他的電阻器連接的2個(gè)端部中的一個(gè)，連接在所述低熔點(diǎn)金屬體的電流路徑上；在未連接所述低熔點(diǎn)金屬體的所述電阻器的端部形成的端子部之中，和對(duì)應(yīng)所述電池的電壓值波動(dòng)范圍被選擇的端子部與所述電流控制元件連接。本發(fā)明在未和低熔點(diǎn)金屬體連接的電阻器的各端部，形成有端子部，該端子部對(duì)應(yīng)電池的電壓值波動(dòng)范圍被選擇，并和控制從低熔點(diǎn)金屬體流入發(fā)熱部的電流的電流控制元件連接。這樣，本發(fā)明能夠?qū)?yīng)電池的電壓值波動(dòng)范圍，從發(fā)熱部中選擇執(zhí)行發(fā)熱動(dòng)作的電阻器，調(diào)節(jié)低熔點(diǎn)金屬體發(fā)熱的發(fā)熱量。從而，本發(fā)明通過在對(duì)應(yīng)電池的電壓值波動(dòng)范圍選擇的端子部連接電流控制元件，能夠?qū)?yīng)大幅度的電池電壓波動(dòng)而防止發(fā)熱體的損傷，并且用發(fā)熱體的熱量確實(shí)地熔融低熔點(diǎn)金屬體，隔斷電池的充放電路徑。


圖I是示出適用本發(fā)明的電池組的整體結(jié)構(gòu)的 圖2是示出適用本發(fā)明的保護(hù)電路的電路結(jié)構(gòu)的 圖3是示出現(xiàn)有例涉及的保護(hù)電路的電路結(jié)構(gòu)的 圖4中圖4A是說明電池單元的連接數(shù)為2時(shí)的，第I連接例涉及的電池組的結(jié)構(gòu)的圖；圖4B是說明電池單元的連接數(shù)為3時(shí)的，第I連接例涉及的電池組的結(jié)構(gòu)的 圖5中圖5A是說明第2連接例涉及的電池組的結(jié)構(gòu)的圖；圖5B是說明變化施加在保護(hù)電路的電壓時(shí)的，第2連接例涉及的電池組的動(dòng)作的 圖6是實(shí)現(xiàn)適用本發(fā)明的保護(hù)電路的第I結(jié)構(gòu)體的剖面圖；圖7中圖7A是說明在第I結(jié)構(gòu)體中的接點(diǎn)Pll和接點(diǎn)P12的連接的圖；圖7B是說明在第I結(jié)構(gòu)體中的接點(diǎn)Pll和接點(diǎn)P12的連接的 圖8中圖8A是說明第I結(jié)構(gòu)體的變形例涉及的結(jié)構(gòu)的圖；圖SB是說明第I結(jié)構(gòu)體的變形例涉及的等效電路的電路結(jié)構(gòu)的 圖9是實(shí)現(xiàn)適用本發(fā)明的保護(hù)電路的第2結(jié)構(gòu)體的剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下，針對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，參照附圖詳細(xì)說明。此外，本發(fā)明當(dāng)然并不僅僅局限于以下的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，各種變更都是可能的?！凑w結(jié)構(gòu)〉
適用本發(fā)明的保護(hù)電路，是保護(hù)由可充放電的電池單元組成的電池和充放電控制電路 的電路，例如，被裝入如圖I所示的具有由合計(jì)4個(gè)的可充放電的電池單元If 14組成的電池10的電池組I中使用。g卩，電池組I具備電池10、控制電池10的充放電的充放電控制電路20、保護(hù)電池10和充放電控制電路20的保護(hù)電路30、檢測(cè)各電池單元If 14的電壓的檢測(cè)電路40、以及對(duì)應(yīng)檢測(cè)電路40的檢測(cè)結(jié)果控制保護(hù)電路30的動(dòng)作的電流控制元件50。電池10，如上所述，是例如鋰離子電池之類的需要控制以不會(huì)成為過充電及過放電狀態(tài)等的電池單元If 14串聯(lián)連接的構(gòu)件，經(jīng)由電池組I的正極端子la、負(fù)極端子lb，和充電裝置2可裝卸地連接，被施加來自充電裝置2的充電電壓。充放電控制電路20具備在從電池10流入充電裝置2的電流路徑上串聯(lián)連接的2個(gè)電流控制元件21、22、和控制這些電流控制元件21、22的動(dòng)作的控制部23。電流控制元件21、22，由例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(以下稱作FET)構(gòu)成，通過由控制部23控制的柵極電壓，控制電池10的電流路徑的導(dǎo)通和隔斷?？刂撇?3，接受來自充電裝置2的電力供給而動(dòng)作，對(duì)應(yīng)檢測(cè)電路40的檢測(cè)結(jié)果，在電池10過放電或充放電時(shí)，控制電流控制元件21、22的動(dòng)作以隔斷電流路徑。保護(hù)電路30，在電池10和充放電控制電路20之間的充放電電流路徑上連接，其動(dòng)作由電流控制兀件50控制。檢測(cè)電路40，和各電池單元If 14連接，檢測(cè)各電池單元If 14的電壓值，將各電壓值供給給充放電控制電路20的控制部23。此外，檢測(cè)電路40，在任意I個(gè)電池單元If 14變?yōu)檫^充電電壓或過放電電壓時(shí)，輸出控制電流控制元件50的控制信號(hào)。電流控制元件50，根據(jù)從檢測(cè)電路50輸出的檢測(cè)信號(hào)，在電池單元If 14的電壓值在既定范圍之外時(shí)，具體地說在變?yōu)檫^放電或過充電狀態(tài)時(shí)，控制以使保護(hù)電路30動(dòng)作，隔斷電池10的充放電電流路徑。以下，具體地說明在包含如以上的結(jié)構(gòu)的電池組I中，保護(hù)電路30的結(jié)構(gòu)?！幢Ｗo(hù)電路的結(jié)構(gòu)〉
適用本發(fā)明的保護(hù)電路30，對(duì)應(yīng)大幅度的電池10的電壓波動(dòng)，通過電阻器的熱量確實(shí)地熔融低熔點(diǎn)金屬體，以隔斷電池10的充放電電流路徑，成為如圖2所示的電路結(jié)構(gòu)。S卩，保護(hù)電路30如圖2所示，具備由通過加熱熔斷的低熔點(diǎn)金屬體構(gòu)成的熔斷器31a、31b、以及通電時(shí)發(fā)出熔融熔斷器31a、31b的熱量的2個(gè)電阻器32a、32b串聯(lián)連接的發(fā)熱部32。熔斷器31a、32b，是例如物理地將I個(gè)低熔點(diǎn)金屬體在電路結(jié)構(gòu)上分離，經(jīng)由連接點(diǎn)Pl串聯(lián)連接的元件，在電池10和充放電控制電路20之間的充放電電流路徑上串聯(lián)連接。例如，熔斷器31a經(jīng)由未和熔斷器31b連接的連接點(diǎn)A3和充放電控制電路20連接，熔斷器31b經(jīng)由未和熔斷器31a連接的連接點(diǎn)Al和電池10連接。發(fā)熱部32中，電阻器32a、32b經(jīng)由連接點(diǎn)P2彼此串聯(lián)連接，當(dāng)通電時(shí)發(fā)出熔化熔斷器31a、31b的熱量。 在保護(hù)電路30中，2個(gè)電阻器32a、32b的端部之中，未和彼此的電阻器連接的2個(gè)端部中的I個(gè)，例如，電阻器32a的端部中的I個(gè)，經(jīng)由連接點(diǎn)P1，和熔斷器31a、32a連接。此外，在保護(hù)電路30中，在未和熔斷器31a、31b連接的電阻器32a、32b的各端部，形成和控制流入發(fā)熱部32的電流的電流控制元件50連接的端子部33a、33b。在保護(hù)電路30中，該端子部33a、33b之中，對(duì)應(yīng)電池10的電壓值的波動(dòng)范圍被選擇的端子部，和電流控制元件50連接。這樣，保護(hù)電路30能夠?qū)?yīng)電池10的電壓值的波動(dòng)范圍，從發(fā)熱部32中，選擇執(zhí)行發(fā)熱動(dòng)作的電阻器，調(diào)節(jié)熔斷器31a、31b發(fā)熱的發(fā)熱量。從而，保護(hù)電路30通過對(duì)應(yīng)電池10的電壓值的波動(dòng)范圍，在端子部33a、33b連接電流控制元件50，能夠在對(duì)應(yīng)大幅度的電池的電壓波動(dòng)而防止電阻器32a、32b的損傷，并且用電阻器32a、32b的熱量確實(shí)地熔融熔斷器31a、31b，確實(shí)地隔斷電池10的充放電電流路徑。另外，保護(hù)電路30，并不局限于通過合計(jì)2個(gè)的端子部33a、33b，將發(fā)熱部32的電流路徑在2個(gè)系統(tǒng)中切換而調(diào)節(jié)發(fā)熱量。即，適用本發(fā)明的保護(hù)電路，也可以增加更多的構(gòu)成發(fā)熱部的電阻器，在這些電阻器之中，在未和低熔點(diǎn)金屬體連接的各端部，形成端子部，該端子部對(duì)應(yīng)電池的電壓值的波動(dòng)范圍被選擇并和電流控制元件連接。<保護(hù)電路的具體的連接例>
說明在具有上述結(jié)構(gòu)的保護(hù)電路30形成的端子部33a、33b和電流控制元件50連接的具體的連接例。〈第I連接例〉
第I連接例涉及的電池組1，從形成在保護(hù)電路30的端子部33a、33b中，在對(duì)應(yīng)由電池單元的連接數(shù)決定的電池的電壓值波動(dòng)范圍而被選擇的端子部連接電流控制元件50，從而調(diào)節(jié)熔斷器31a、31b發(fā)熱的發(fā)熱量。在此，在說明第I連接例涉及的電池組I之前，說明如圖3所示的，現(xiàn)有例涉及的保護(hù)電路100。即，保護(hù)電路100，是包含串聯(lián)連接的熔斷器101、102、經(jīng)由熔斷器101、102的連接點(diǎn)通電時(shí)熔融熔斷器101、102的電阻器103的電路。此外，在保護(hù)電路100中，熔斷器101、102在充放電電流路徑上串聯(lián)連接，此外，電阻器103和電流控制元件連接。在包含這樣的結(jié)構(gòu)的保護(hù)電路100中，為使電池單元的連接數(shù)和2及3分別對(duì)應(yīng)，電阻器103需要對(duì)應(yīng)高消耗電力，電阻器103自身變得大型化。例如，說明假設(shè)電阻器103的電阻值為R=2. 2 [ Ω ]，施加的電壓為V[V]，消耗電力為P[w]時(shí)的，對(duì)應(yīng)電池單元的連接數(shù)的消耗電力的變化。在電池單元的連接數(shù)為2的電池中，I個(gè)電池單元短路，例如V=4 [V]施加在電阻器103上時(shí)，消耗電力P如下計(jì)算出。
Ρ=4Χ4/2· 2=7. 4[W]。在電池單元的連接數(shù)為2的電池中，2個(gè)電池單元成為過電壓狀態(tài)，在電池單元的連接數(shù)為3的電池中，I個(gè)電池單元短路，例如V=9[V]施加在電阻器103時(shí)，消耗電力P如下計(jì)算出。P=9X9/2. 2=37. 7[W]。在電池單元的連接數(shù)為3的電池中，3個(gè)電池單元成為過電壓狀態(tài)，例如V=13. 8[V]施加在電阻器103時(shí)，消耗電力P如下計(jì)算出。P=13. 8X13. 8/2. 2=88. 6[ff]0 這樣，隨著施加電壓V變大，因?yàn)榱魅腚娮杵鞯碾娏髦岛拖碾娏υ龃螅娮杵?03需要對(duì)應(yīng)高消耗電力，電阻器103自身變得大型化。從而，為謀求低消耗電力化，在現(xiàn)有的保護(hù)電路100中，不得不分別對(duì)應(yīng)電池單元的連接數(shù)，個(gè)別地設(shè)計(jì)作為電阻器使用的電阻值。對(duì)于包含這樣的結(jié)構(gòu)的保護(hù)電路100，在第I連接例涉及的電池組I中，把在保護(hù)電路30形成的端子部33a，例如作為在電池單元的連接數(shù)為2時(shí)使用的構(gòu)件，將端子部33b作為在電池單元的連接數(shù)為3時(shí)使用的構(gòu)件。在此，保護(hù)電路30能夠把在電池單元的連接數(shù)為2、3時(shí)的發(fā)熱部的動(dòng)作電壓和調(diào)節(jié)的發(fā)熱部的電阻值如下表I所示設(shè)計(jì)。[表 I]
動(dòng)作電壓(連接數(shù)為2)14. 0-9. OV '
電阻值(連接數(shù)為2)L 7-2. 6 Ω
動(dòng)作電壓(連接數(shù)為3)~ 13. 8V
電阻值(連接數(shù)為3)15. 5-9. I Ω
這樣設(shè)計(jì)的保護(hù)電路30，對(duì)應(yīng)電池單元的連接數(shù)，如下被裝入第I連接例涉及的電池
組I內(nèi)使用。電池10具備2個(gè)電池單元11、12，電池單元的連接數(shù)為2時(shí)，在保護(hù)電路30中，例如如圖4A所示，將電流控制元件50和端子部33a連接，只讓電流Il流入發(fā)熱部32之中的電阻器32a。此外，電池10具備3個(gè)電池單元If 13，電池單元的連接數(shù)為3時(shí)，在保護(hù)電路30中，例如如圖4B所示，將電流控制元件50和端子部33b連接，讓電流12流入發(fā)熱部32之中的電阻器32a、32b雙方。這樣，在第I連接例涉及的電池組I中，保護(hù)電路30能夠在電池單元的連接數(shù)少，施加在發(fā)熱部32的電壓值小時(shí)，降低發(fā)熱部32的動(dòng)作電阻值。此外，在第I連接例涉及的電池組I中，保護(hù)電路30能夠在電池單元的連接數(shù)多、施加在發(fā)熱部32的電壓值大時(shí)，提高發(fā)熱部32的動(dòng)作電阻值。如上，在第I連接例涉及的電池組I中，電流控制元件50隨著由電池單元的連接數(shù)的增加而決定的電池的電壓值波動(dòng)范圍變?yōu)楦叻秶?，在和發(fā)熱部32連接的多個(gè)端子部33a、33b之中，電流流經(jīng)更多電阻器32a、32b的電流路徑上的端子部33a、33b被選擇并連接。從而，在保護(hù)電路30形成多個(gè)對(duì)應(yīng)如上所述的電池單元的連接數(shù)可選擇地和電流控制元件50連接的端子部，所以和保護(hù)電路100相比，能夠使用低消耗電力的電阻器，裝入電池單元的連接數(shù)不同的多個(gè)種類的電池組中。<第2連接例>
第2連接例涉及的電池組1，如圖5A所示，通過在保護(hù)電路30形成的2個(gè)端子部33a、33b各自連接電流控制元件51、52，特別是在裝入電池單元的連接數(shù)多的電池組之際，能夠?qū)?yīng)大幅度的電池的電壓波動(dòng)而防止電阻器32a、32b的損傷，隔斷充放電路徑。具體而言，在第2連接例涉及的電池組I中，例如，在電池單元If 15的連接數(shù)為5的電池10中，也能夠?qū)?yīng)電池單元可能發(fā)生短路的狀態(tài)，在施加在保護(hù)電路30的電壓值為4 20[V]的范圍內(nèi)，防止電阻器32a、32b的損傷，并且確實(shí)地隔斷充放電路徑。為進(jìn)行這樣的控制，在第2連接例涉及的電池組I中，如圖5B所示，施加在保護(hù)電路30的電壓值為比較低的電壓Γ8 [V]時(shí)，將電流控制元件51、52分別導(dǎo)通(0N)、截止(0FF)，使電流Il只流入電阻器32a，施加在保護(hù)電路30的電壓為比較高的電壓8 20 [V]時(shí)，將電流控制元件51、52分別導(dǎo)通、截止，使電流12流入電阻器32a、32b雙方。例如，施加在保護(hù)電路30的電壓值，由檢測(cè)電路40檢測(cè)出。然后，檢測(cè)電路40判斷該電壓值是否在8[V]以上，根據(jù)該判斷結(jié)果，分別控制電流控制元件51、52的動(dòng)作。 圖5B是示出變化施加在保護(hù)電路30的電壓時(shí)的，電阻器32a的電阻值Rl、電阻器32b的電阻值R2、表示流入電阻器32a的電流值的“電流I”、表示流入電阻器32b的電流值的“電流2”、表示電阻器32a的消耗電力量的“電力I”、表示電阻器32b的消耗電力量的“電力2”、表示電流控制元件51的狀態(tài)的“FET1”、以及表示電流控制元件52的狀態(tài)的“FET2”的對(duì)應(yīng)關(guān)系的表。如上，在第2連接例涉及的電池組I中，將在保護(hù)電路30形成的2個(gè)端子部33a、33b分別和電流控制元件51、52連接，控制以對(duì)應(yīng)施加在保護(hù)電路30的電壓，切換保護(hù)電路30內(nèi)的電流路徑。這樣，在第2連接例涉及的電池組I中，具備多個(gè)電流控制元件51、52，各電流控制元件51、52，在2個(gè)端子部之中，和在電池的電壓值波動(dòng)范圍被分割后的每個(gè)范圍中被選擇的各端子部33a、33b分別連接。而且，在電池組I中，隨著電池的電壓值的波動(dòng)范圍變?yōu)楦叻秶?，通過和電流控制元件51、52連接的端子部33a、33b之中，和電流流經(jīng)更多電阻器32a、32b的電流路徑上的端子部33b連接的電流控制元件52，控制以使電流從熔斷器31a流入發(fā)熱部32。從而，第2連接例涉及的保護(hù)電路30，能夠在裝入電池單元的連接數(shù)多的電池組之際，對(duì)應(yīng)大幅度的電池10的電壓波動(dòng)而防止電阻器32a、32b的損傷，隔斷充放電路徑。<實(shí)現(xiàn)保護(hù)電路的第I結(jié)構(gòu)體>
包含如以上所述的電路結(jié)構(gòu)的保護(hù)電路30，例如通過如圖6及圖7所示的結(jié)構(gòu)體60實(shí)現(xiàn)。圖6是從XZ平面觀察以三維正交坐標(biāo)XYZ軸為基準(zhǔn)配置的結(jié)構(gòu)體60的剖面圖。此外，圖7A及圖7B是說明從XY平面觀察的結(jié)構(gòu)體60的層疊結(jié)構(gòu)的圖。結(jié)構(gòu)體60是在陶瓷等的絕緣性的矩形形狀的基板60a上，安裝如下列的構(gòu)件而構(gòu)成的。S卩，位于XY平面上的基板60a，在其4個(gè)側(cè)面部位，分別安裝有各連接構(gòu)件611飛14，該連接構(gòu)件由經(jīng)由在基板60a內(nèi)沿Z方向貫通而形成的通孔61a連接的導(dǎo)體61b、61c構(gòu)成。這4個(gè)連接構(gòu)件61 f 614之中，相向的2個(gè)連接構(gòu)件611、612作為分別和電池10和充放電控制電路20連接的接點(diǎn)發(fā)揮作用，剩下的2個(gè)連接構(gòu)件613、614作為對(duì)應(yīng)上述電池10的電壓值的波動(dòng)范圍而被選擇的端子部33a、33b發(fā)揮作用。此外，在基板60a的表面的中央部位，安裝板狀的絕緣構(gòu)件62。在該板狀的絕緣構(gòu)件62的表面62a，安裝導(dǎo)體63a、和導(dǎo)體63a連接的電阻器64a、和電阻器64a連接的導(dǎo)體63b、和導(dǎo)體63b連接的電阻器64b、和電阻器64b連接的導(dǎo)體63c。在此，導(dǎo)體63b和作為端子部33a發(fā)揮作用的連接構(gòu)件613的導(dǎo)體61c連接，導(dǎo)體63c和作為端子部33b發(fā)揮作用的連接構(gòu)件614的導(dǎo)體61c連接。通過這樣的連接關(guān)系，作為端子部33a、33b發(fā)揮作用的連接構(gòu)件613、614，成為被從各電阻器64a、64b經(jīng)由作為和這些電阻器連接的布線發(fā)揮作用的導(dǎo)體63b、63c分支而設(shè)置的結(jié)構(gòu)。安裝電阻器64a、64b的安裝面，被絕緣構(gòu)件65覆蓋。進(jìn)而在該絕緣構(gòu)件65的覆蓋面，隔著導(dǎo)體66，安裝低熔點(diǎn)金屬體67。此外，導(dǎo)體66和低熔點(diǎn)金屬體67用焊錫67a連接。此外，導(dǎo)體63a的一個(gè)端部Pll，經(jīng)由導(dǎo)體66的P12和低熔點(diǎn)金屬體67連接。具 體地說，要進(jìn)行這樣的連接，如從-Z方向觀察結(jié)構(gòu)體60的圖7A所示，在絕緣構(gòu)件62上，在安裝導(dǎo)體63a、63b、63c和電阻器64a、64b的安裝面的導(dǎo)體63a的端部設(shè)置接點(diǎn)PlI。然后，如圖6所示，隔著絕緣構(gòu)件65覆蓋導(dǎo)體66，進(jìn)而在導(dǎo)體66上，安裝低熔點(diǎn)金屬體67，以使該接點(diǎn)Pll和導(dǎo)體66的接點(diǎn)P12連接。S卩，將端部Pll在比電阻器64a、64b的外周部靠外側(cè)配置，將端部P12在絕緣構(gòu)件65的外周部的外側(cè)配置，使層疊各構(gòu)件后端部PU、P12 一致。低熔點(diǎn)金屬體67，經(jīng)由焊錫67b，和作為和電池10及充放電控制電路20連接的接點(diǎn)發(fā)揮作用的連接構(gòu)件611、612的導(dǎo)體61c連接。此外，在低熔點(diǎn)金屬體67的上表面，設(shè)置有助熔劑68。此外，低熔點(diǎn)金屬體67的上部被罩69覆蓋。此外，罩69用粘接劑69a和4個(gè)連接構(gòu)件粘接。在包含如以上的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體60中，各電阻器64a、64b，在絕緣構(gòu)件62的相同平面上形成，通過和分別作為端子部33a、33b發(fā)揮作用的連接構(gòu)件61連接的導(dǎo)體63b、63c，電阻器相互分離。這樣，結(jié)構(gòu)體60通過將電阻器64a、64b在相同平面上配置，能夠謀求保護(hù)電路30的薄型化。<第I結(jié)構(gòu)體的變形例>
此外，在結(jié)構(gòu)體60中，米取通過導(dǎo)體63a、63b、63c, 2個(gè)電阻器64a、64b在相同平面上相互分離的結(jié)構(gòu)，但是如上所述，電阻器的數(shù)量也可以更多，例如如圖8A所示，通過導(dǎo)體71a、71b、71c，將在相同平面上相互分離的3個(gè)電阻器72a、72b、72c安裝在絕緣構(gòu)件70a的表面也可。在具有這樣的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體70中，設(shè)置有合計(jì)6個(gè)的連接構(gòu)件73廣736。在此，2個(gè)連接構(gòu)件731、732作為分別和低熔點(diǎn)金屬體和電池10及充放電控制電路20連接的接點(diǎn)P21、22發(fā)揮作用。I個(gè)連接構(gòu)件733作為低熔點(diǎn)金屬體和電阻器的接點(diǎn)P23發(fā)揮作用。3個(gè)連接構(gòu)件734、735、736作為和電流控制元件連接的端子部發(fā)揮作用。在包含這樣的結(jié)構(gòu)體70的安裝方式的保護(hù)電路80中，如圖8B所示，將低熔點(diǎn)金屬體分離為2部分的熔斷器81a、81b，經(jīng)由接點(diǎn)P21、P22分別和電池10及充放電控制電路20連接。此外，保護(hù)電路80的由電阻器82a、82b、82c串聯(lián)連接的發(fā)熱部82，由電阻器72a、72b,72c實(shí)現(xiàn)。此外，保護(hù)電路80，成為在電阻器82a、82b、82c形成由3個(gè)連接構(gòu)件734、735,736實(shí)現(xiàn)的端子部83a、83b、83c的電路結(jié)構(gòu)。在該保護(hù)電路80中，在端子部83a、83b、83c之中，通過將任意I個(gè)端子部83a、83b、83c和電流控制元件連接，如下表2所示，能夠3檔調(diào)節(jié)電阻值。這樣，保護(hù)電路80能夠3檔調(diào)節(jié)發(fā)熱部82的電阻值，能夠增大元件的尺寸，并且更精密地對(duì)應(yīng)電池的電壓波動(dòng)。[表2]
權(quán)利要求
1.一種保護(hù)電路，其特征在于，具備 低熔點(diǎn)金屬體，在由I個(gè)以上的可充放電的電池單元組成的電池和充放電控制電路之間的充放電電流路徑上串聯(lián)連接，通過加熱被熔斷；以及 發(fā)熱部，其中通電時(shí)發(fā)出熔融所述低熔點(diǎn)金屬體的熱量的多個(gè)電阻器串聯(lián)連接， 所述多個(gè)電阻器的端部之中，未和其他的電阻器連接的2個(gè)端部中的一個(gè)，連接在所述低熔點(diǎn)金屬體的電流路徑上； 在未和所述低熔點(diǎn)金屬體連接的所述電阻器的各端部，形成有端子部，該端子部對(duì)應(yīng)所述電池的電壓值波動(dòng)范圍被選擇，并和控制流入所述發(fā)熱部的電流的電流控制元件連接。
2.如權(quán)利要求I所述的保護(hù)電路，其特征在于 所述端子部，被從所述各電阻器的端部經(jīng)由布線分支而設(shè)置； 所述發(fā)熱部中，所述多個(gè)電阻器形成于相同平面上，通過和所述端子部連接的布線和其他的電阻器分離。
3.如權(quán)利要求I所述的保護(hù)電路，其特征在于 所述發(fā)熱部具有各電阻器隨著絕緣體分離并層疊的結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I至3中的任意I項(xiàng)所述的保護(hù)電路，其特征在于 和所述低熔點(diǎn)金屬體連接的所述電阻器的端部，連接在流入該低熔點(diǎn)金屬體的電流路徑上的中間點(diǎn)。
5.一種電池控制裝置，其特征在于，具備 充放電控制電路，和由I個(gè)以上的可充放電的電池單元組成的電池串聯(lián)連接，控制該電池的充放電； 低熔點(diǎn)金屬體，在所述電池和所述充放電控制電路之間的充放電電流路徑上串聯(lián)連接，通過加熱熔斷； 發(fā)熱部，其中通電時(shí)發(fā)出熔融所述低熔點(diǎn)金屬體的熱量的多個(gè)電阻器串聯(lián)連接； 檢測(cè)電路,檢測(cè)所述電池的各電池單元的電壓值；以及 電流控制元件，當(dāng)由所述檢測(cè)電路檢測(cè)出的各電池單元的電壓值在既定范圍之外時(shí)，以使電流從所述低熔點(diǎn)金屬體流入所述發(fā)熱部的方式進(jìn)行控制， 所述多個(gè)電阻器的端部之中，未和其他的電阻器連接的2個(gè)端部中的一個(gè)，連接在所述低熔點(diǎn)金屬體的電流路徑上， 在未和所述低熔點(diǎn)金屬體連接的所述電阻器的端部形成的端子部之中，和對(duì)應(yīng)所述電池的電壓值波動(dòng)范圍被選擇的端子部與所述電流控制元件連接。
6.如權(quán)利要求5所述的電池控制裝置，其特征在于 所述電流控制元件，隨著由所述電池單元的連接數(shù)的增加而決定的所述電池的電壓值波動(dòng)范圍變?yōu)楦叻秶?，在和所述發(fā)熱部連接的多個(gè)端子部之中，電流流過更多所述電阻器的電流路徑上的端子部被選擇并連接。
7.如權(quán)利要求5所述的電池控制裝置，其特征在于 具備多個(gè)所述電流控制元件； 在所述端子部之中，和在所述電池的電壓值波動(dòng)范圍被分割的每個(gè)范圍中被選擇的各端子部分別與所述各電流控制元件連接；隨著所述電池的電壓值的波動(dòng)范圍變?yōu)楦叻秶退鲭娏骺刂圃B接的端子部之中，和電流流過更多所述電阻器的電流路徑上的端子部連接的電流控制元件，以使電流從所述低熔點(diǎn)金屬體流入所述發(fā)熱部的方式進(jìn)行控制。
8.—種電池組,其特征在于,具備 電池，由I個(gè)以上的可充放電的電池單元組成； 充放電控制電路，和所述電池串聯(lián)連接，控制該電池的充放電； 低熔點(diǎn)金屬體，在所述電池和所述充放電控制電路之間的充放電電流路徑上串聯(lián)連接，通過加熱熔斷； 發(fā)熱部，其中通電時(shí)發(fā)出熔融所述低熔點(diǎn)金屬體的熱量的多個(gè)電阻器串聯(lián)連接； 檢測(cè)電路,檢測(cè)所述電池的各電池單元的電壓值；以及 電流控制元件，在所述檢測(cè)電路檢測(cè)出的各電池單元的電壓值在既定范圍之外時(shí)，以使電流從所述低熔點(diǎn)金屬體流入所述發(fā)熱部的方式進(jìn)行控制， 所述多個(gè)電阻器的端部之中，未和其他的電阻器連接的2個(gè)端部中的一個(gè)，連接在所述低熔點(diǎn)金屬體的電流路徑上； 在未連接所述低熔點(diǎn)金屬體的所述電阻器的端部形成的端子部之中，和對(duì)應(yīng)所述電池的電壓值波動(dòng)范圍被選擇的端子部與所述電流控制元件連接。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠?qū)?yīng)大幅度的電池電壓波動(dòng)而防止發(fā)熱體的損傷，隔斷電池的充放電路徑的保護(hù)電路。具備在電池(10)和充放電控制電路(20)之間的充放電電流路徑上串聯(lián)連接的熔斷器(31a)、(31b)，及電阻器(32a)、(32b)串聯(lián)連接的發(fā)熱部(32)，在電阻器(32a)、(32b)的端部之中，未和其他的電阻器連接的2個(gè)端部中的一個(gè)，連接在熔斷器(31a)、(31b)的電流路徑上，在未和熔斷器(31a)、(31b)連接的電阻器(32a)、(32b)的各端部，形成有端子部(33a)、(33b)，該端子部對(duì)應(yīng)電池(10)的電壓值波動(dòng)范圍被選擇，并和控制流入發(fā)熱部(32)的電流的電流控制元件(50)連接。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102870305SQ20108006422
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月19日
發(fā)明者向幸市, 石丸誠(chéng)彥, 淺田隆廣, 小森千智, 米田吉弘, 木村裕二, 長(zhǎng)木翔子 申請(qǐng)人:索尼化學(xué)&信息部件株式會(huì)社