電池組件的保護電路及電池組件制造技術

設置遮斷流過電池單元（３１）的放電電流的第一開關元件（３４ａ）和遮斷充電電流的第二開關元件（３４ｂ），在保護控制電路（３３）的柵極控制端子（Ｄｏｕｔ）、（Ｃｏｕｔ）和開關元件（３４ａ）、（３４ｂ）的至少一方的柵極之間插入正特性熱敏電阻（Ｒｃｐｂ），在其開關元件的柵極與源極之間連接電阻（Ｒ１ｂ）。正特性熱敏電阻（Ｒｃｐｂ）與第一／第二開關元件（３４ａ）、（３４ｂ）或電池單元（３１）熱結合。由此在開關元件（３４ａ）、（３４ｂ）或電池單元（３１）的異常過熱狀態下通過正特性熱敏電阻（Ｒｃｐｂ）的電阻值上升而開關元件（３４ｂ）成為遮斷狀態，進行保護功能。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及從過電流或異常過熱保護具有二次電池的保護電路，詳細而言，涉及使用正特性熱敏電阻及開關元件的電池組件的保護電路及電池組件。
技術介紹
以往在作為移動電話等的電源而使用的電池組件中，要求使針對過電流或過熱等的保護機構雙重化。作為一般的方法，在專利文獻1中示出了其構成。圖11示出了該專利文獻1的電池組件保護電路的例子。圖11中，在電池單元131，其充放電路徑上設置第一/第二開關元件134a、134b，并且設置控制它們的保護控制電路133。另外，在電池單元131的附近相對其充放電路徑串聯連接了由正特性熱敏電阻構成的保護元件132。假設開關元件134a、134b異常過熱，發生熱紊亂或故障時，即使在保護控制電路133中檢測異常，也不能遮斷開關元件134a、134b，因此保護功能有可能無法工作，但是即使在這種情況下，也通過上述保護元件132的作用而能確保針對過電流或電池組件的過熱的保護功能。專利文獻2示出了作為構成上述保護元件2的正特性熱敏電阻使用聚合物PTC元件的情況。另外，專利文獻3中公開了在保護控制電路設置第一、第二信號輸入端子，在第一或第二信號輸入端子施加規定的信號之際控制開關元件，遮斷電流路徑的方法。在此，在輸入表示第一信號輸入端子中流過異常電流的信號之時，控制開關元件，遮斷電流路徑。除此之外，作為上述規定的信號，將表示電池組件整體的溫度的信號被輸入到第二信號輸入端子之時也能遮斷電流路徑。即，專利文獻3中記載的電池組件的保護電路中，公開了檢測電池組件整體的溫度上升，使用保護控制電路的保護功能，在異常溫度之時遮斷電流路徑的構成。專利文獻1特開2000-152516號公報專利文獻2特開2002-8608號公報專利文獻3特開2004-120849號公報但是，作為所述保護元件2使用的聚合物PTC元件的整體的重量重，體積也大，且為引線型(lead type)，因此存在將這些組入到電池組件之際需要基于人工的軟釬焊或溶接工作，制造成本高的問題。另外，即使作為保護元件2使用溫度保險絲，也與聚合物PTC元件的情況相同地，整體的重量重，體積大，且元件為引線型，因此制造成本高。并且存在通過異常溫度而斷線之后不能再次使用的問題。進一步，對于過充電，在電池單元過熱，保護元件作用之前不能發揮保護功能，因此存在不能保護開關元件134a、134b的異常過熱本身的問題。因此有可能產生基于異常過熱的電池組件的外裝樹脂盒的變形或融化等。在專利文獻1中為了解決該問題，提出了代替上述保護元件2設置基于FET的第三開關元件，利用設在電池組件內的負特性熱敏電阻或正特性熱敏電阻的對溫度的電阻值變化，控制上述第三開關元件的方案。由此即使在保護控制電路133不工作的情況下，也能從充放電時的過電流保護電池組件。但是上述第三開關元件對電池單元的充放電電流路徑串聯插入，因此即需要高價的功率FET，存在招致成本的上升。另外，通過設置該第三開關元件，從而存在基于異常過熱的熱紊亂或故障的主要原因增加的問題。另一方面，專利文獻3中記載的電池組件的保護電路中，電阻成分沒有與電流路徑串聯地插入。但是在專利文獻3中記載的保護電路中，在檢測電池組件整體的溫度上升，成為異常溫度之際，通過保護控制電路控制開關元件，遮斷電流路徑。從而不能檢測出電池電阻內的局部的溫度上升?，F實中，通過過電流最初成為高溫狀態的是開關元件。從而即使僅有開關元件成為過熱狀態，作為電池組件整體有時還達不到發揮保護功能的程度的高溫狀態。此時，開關元件產生熱紊亂。因此開關元件熱紊亂之后，電池組件整體的溫度變為高溫，即使通過保護控制電路控制開關元件，有可能無法控制。即在專利文獻3中記載的保護電路中，由于不能檢測局部的過熱而保護電路，因此不能發揮充分的保護功能。另外，相反地若將保護開始溫度設定得較低，則對于實際上不是問題的程度的過熱也有可能發揮保護功能。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種無需將聚合物PTC元件等的保護元件與電池單元的充放電路徑串聯地設置，并且無需設置由正特性或負特性的熱敏電阻控制的第三開關元件，而使針對過電流或過熱的保護機構雙重化的電池組件的保護電路及具備它的電池組件。另外，本專利技術的目的在于，提供一種消除上述的以往技術的缺陷，無需與電流路徑串聯地插入電阻成分，從而不會招致損失的增大，并且即使在產生局部的異常過熱的情況下，也能可靠地保護電池組件的保護電路。為了解決上述問題，該專利技術的電池組件的保護電路及電池組件如下構成。(1)本專利技術的電池組件的保護電路，具備第一開關元件，遮斷從電池單元流過的放電電流；第二開關元件，遮斷流向所述電池單元的充電電流；和保護控制電路，檢測所述電池單元的電壓、電流或周圍溫度的異常狀態，且控制所述第一/第二開關元件，從所述異常狀態保護所述電池單元；構成為，設置開關元件控制電路，與所述第一開關元件、第二開關元件及所述電池單元的至少一個熱結合，插入在所述第一及第二開關元件的至少一方的控制信號路徑中，且含有一個以上的正特性熱敏電阻；通過所述第一開關元件、第二開關元件或所述電池單元的過熱時的所述正特性熱敏電阻的電阻值增加，而遮斷將所述開關元件控制電路插入在所述控制信號路徑中的第一或第二開關元件。(2)所述開關元件控制電路中設置被串聯連接的多個所述正特性熱敏電阻，使該多個正特性熱敏電阻分別與所述第一開關元件、第二開關元件及所述電池組件中的至少兩個熱結合。(3)所述開關元件控制電路僅插入在所述第二開關元件的控制信號路徑中。(4)所述第一開關元件及第二開關元件為FET，所述保護控制電路為具備控制所述FET的柵極的柵極控制端子的集成電路。(5)所述開關元件控制電路由連接所述FET的柵極與源極間的電阻、和插入在所述保護電路的柵極控制端子與所述FET的柵極之間的所述一個以上的正特性熱敏電阻構成。(6)所述開關元件控制電路由在所述FET的柵極與源極間分別連接了漏極及源極的控制用FET、和連接了該控制用FET的柵極與源極間的所述一個以上的正特性熱敏電阻構成。(7)本專利技術的電池組件的保護電路，具備至少一個開關元件，具有控制端子，與電池的正極或負極串聯連接，異常時成為斷開狀態，而遮斷充放電時的電流路徑；和保護控制電路，異常電流流過所述電流路徑之際，與所述至少一個開關元件的所述控制端子連接，以使所述至少一個開關元件成為斷開狀態；所述保護控制電路具備信號輸入端子，輸入表示所述異常電流以外的異常狀態的信號；對該信號輸入端子輸入表示所述異常電流以外的異常狀態的信號之際，使所述至少一個開關元件成為斷開狀態，所述保護電路還具備第一正特性熱敏電阻，與所述至少一個開關元件熱結合；基于與該第一正特性熱敏電阻熱結合的開關元件的異常過熱的所述第一正特性熱敏電阻的電阻值變化所對應的信號作為表示所述異常狀態的信號被輸入到所述信號輸入端子中。(8)設置多個遮斷所述電流路徑的開關元件，使所述第一正特性熱敏電阻與各開關元件熱結合，將第一正特性熱敏電阻電串聯連接。(9)還具備至少一個第二正特性熱敏電阻，與所述至少一個開關元件以外的發熱部分熱結合；將與所述開關元件熱結合的第一正特性熱敏電阻和所述至少一個第二正特性熱敏電阻串聯連接。(10)所述發熱部分為電池，使所述第二正特性熱敏電阻與該電池熱結合。(11)與所述開本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電池組件的保護電路，具備：第一開關元件，遮斷從電池單元流過的放電電流；第二開關元件，遮斷流向所述電池單元的充電電流；和保護控制電路，檢測所述電池單元的電壓、電流或周圍溫度的異常狀態，且控制所述第一／第二開關元件，從所述異常狀態保護所述電池單元；所述保護電路設置有開關元件控制電路，共與所述第一開關元件、第二開關元件及所述電池單元的至少一個熱結合，插入在所述第一及第二開關元件的至少一方的控制信號路徑中，且含有一個以上的正特性熱敏電阻；通過所述第一開關元件、第二開關元件或所述電池單元的過熱時的所述正特性熱敏電阻的電阻值增加，而遮斷在所述控制信號路徑中插入有所述開關元件控制電路的第一或第二開關元件。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】JP 2004-6-16 178440/2004;JP 2004-7-13 206244/20041.一種電池組件的保護電路，具備第一開關元件，遮斷從電池單元流過的放電電流；第二開關元件，遮斷流向所述電池單元的充電電流；和保護控制電路，檢測所述電池單元的電壓、電流或周圍溫度的異常狀態，且控制所述第一/第二開關元件，從所述異常狀態保護所述電池單元；所述保護電路設置有開關元件控制電路，共與所述第一開關元件、第二開關元件及所述電池單元的至少一個熱結合，插入在所述第一及第二開關元件的至少一方的控制信號路徑中，且含有一個以上的正特性熱敏電阻；通過所述第一開關元件、第二開關元件或所述電池單元的過熱時的所述正特性熱敏電阻的電阻值增加，而遮斷在所述控制信號路徑中插入有所述開關元件控制電路的第一或第二開關元件。2.根據權利要求1所述的電池組件的保護電路，其特征在于，所述開關元件控制電路含有被串聯連接的多個所述正特性熱敏電阻，該多個正特性熱敏電阻分別與所述第一開關元件、第二開關元件及所述電池組件中的至少兩個熱結合。3.根據權利要求1或2所述的電池組件的保護電路，其特征在于，所述開關元件控制電路僅插入在所述第二開關元件的控制信號路徑中。4.根據權利要求1～3中任意一項所述的電池組件的保護電路，其特征在于，所述第一開關元件及第二開關元件為FET，所述保護控制電路為具備控制所述FET的柵極的柵極控制端子的集成電路。5.根據權利要求4所述的電池組件的保護電路，其特征在于，所述開關元件控制電路由連接所述FET的柵極與源極間的電阻、和插入在所述保護電路的柵極控制端子與所述FET的柵極之間的所述一個以上的正特性熱敏電阻構成。6.根據權利要求4所述的電池組件的保護電路，其特征在于，所述開關元件控...

【專利技術屬性】
技術研發人員：椿修二，池田豐，宮川和人，
申請(專利權)人：株式會社村田制作所，
類型：發明
國別省市：JP[日本]