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公開番号2024106248
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-07
出願番号2023010491
出願日2023-01-26
発明の名称電池パック
出願人マクセル株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20240731BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】放電過電流の発生状況に応じて、適切で安全な処理を実行する放電過電流保護装置を備えた電池パックを提供する
【解決手段】電池パック1は、二次電池セル10と、過電流保護装置20と、を備える。過電流保護装置20の制御部27は、放電過電流が検出された場合に放電スイッチング素子21をオフにして電池パックを保護する。制御部27は、放電スイッチング素子21がオフ状態になってから第2電流検出時間の間に規定値以上の放電電流を検出した場合は、二次電池セル10が充電状態になるまで放電スイッチング素子21のオフ状態を維持する。制御部27は、放電スイッチング素子21のオフ状態において、所定の第2電流検出時間以上継続して放電電流を検出した場合は、溶断部26を溶断して導通経路を不可逆的に遮断する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二次電池セルと過電流保護装置とを備え、電気負荷に接続される電池パックであって、
前記過電流保護装置は、
前記二次電池セルと前記電気負荷とを通電する通電経路に設けられ、前記通電経路に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記通電経路に流れる放電電流を制御する放電スイッチング素子と、
前記電流検出部が放電過電流を検出すると前記放電スイッチング素子をオフにし、前記放電スイッチング素子がオフにされてから所定の自動復帰時間の経過後に前記放電スイッチング素子を自動的にオンにするように前記放電スイッチング素子のオン及びオフを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記放電スイッチング素子がオフになってから所定の第１電流検出時間内に、前記電流検出部が所定の規定値以上の放電電流を検出すると、前記二次電池セルが充電状態になるまでは前記放電スイッチング素子のオフ状態を維持する、電池パック。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記制御部は、前記放電スイッチング素子がオフ状態を維持している間に、前記電流検出部が所定の第２電流検出時間以上継続して前記所定の規定値以上の放電電流を検出すると、前記導通経路を不可逆的に遮断する、電池パック。
【請求項３】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記過電流保護装置は、前記放電スイッチング素子の電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記制御部は、前記二次電池が充電状態になると前記放電スイッチング素子をオンにし、前記電流検出部により検出される電流と前記電圧検出部により検出される電圧とから算出される前記放電スイッチング素子の電力損失が、前記放電スイッチング素子の最大温度定格とジャンクション周囲間熱抵抗とから算出される前記放電スイッチング素子の許容損失よりも大きいかを判断し、前記許容損失よりも前記電力損失が大きいと判定した場合には、前記導通経路を不可逆的に遮断する、電池パック。
【請求項４】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記制御部は、前記電流検出部が放電過電流を検出した検出回数をカウントし、前記検出回数が所定の規定回数を超えると、前記二次電池セルが充電状態になるまでは前記放電スイッチング素子のオフ状態を維持し、前記放電スイッチング素子がオフ状態を維持している間に、前記電流検出部が所定の第２電流検出時間以上継続して前記所定の規定値以上の放電電流を検出すると、前記導通経路を不可逆的に遮断する、電池パック。
【請求項５】
請求項４に記載の電池パックであって、
前記過電流保護装置は、前記放電スイッチング素子の電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記制御部は、前記放電スイッチング素子が充電状態になると前記検出回数のカウントをリセットするとともに前記放電スイッチング素子をオンにし、前記電流検出部により検出される電流と前記電圧検出部により検出される電圧とから算出される前記放電スイッチング素子の電力損失が、前記放電スイッチング素子の最大温度定格とジャンクション周囲間熱抵抗とから算出される前記放電スイッチング素子の許容損失よりも大きいかを判断し、前記許容損失よりも前記電力損失が大きいと判断した場合には、前記導通経路を不可逆的に遮断する、電池パック。
【請求項６】
請求項２～５のいずれか１項に記載の電池パックであって、
前記過電流保護装置は、報知部を備え、
前記報知部は、前記導通経路が不可逆的に遮断されたとき、外部に異常を報知する、電池パック。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、過電流保護装置を備える電池パックに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、過電流保護装置を備えた電池パックは広く用いられている。過電流保護装置を備えた電池パックは、電源から電気負荷への通電経路にスイッチング素子を備えており、通電経路に所定値以上の電流が所定時間以上継続して流れたときに過電流が発生したとし、電源を保護するためにスイッチング素子をオフ状態にする。その後、一定時間が経過したときに導通状態に復帰させる。
【０００３】
特開平０６－３５１１５６号公報（特許文献１）は、電池の過電流保護回路を開示している。電池の過電流保護回路は、電池と直列に接続されたスイッチ手段と、電池に流れる電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の検出結果に基づいてスイッチ手段をオンオフ制御する制御手段とを備えている。制御手段は、電池に所定値以上の電流が流れると、スイッチ手段をオフ状態とすると共に、オフ時点から所定時間経過後に、スイッチ手段を自動的にオン状態に復帰させている。
【０００４】
このような電池の過電流保護回路は、通電経路に過電流が流れてスイッチング素子が遮断状態となる動作と、その後一定時間の経過により導通状態に復帰する動作とを繰り返す。そのため、断続的に電源から電気負荷に過電流が流れ続けることになり、電源及び電気負荷の過熱を招くおそれがある。そこで、通電経路に過電流が流れてスイッチング素子が遮断状態となる動作と、その後一定時間の経過により導通状態に復帰する動作とを繰り返した回数が所定回数を超えた場合には、その後は遮断状態を維持して復帰処理をさせない過電流保護装置が提案されている。
【０００５】
特開２０１０－１８７５３２号公報（特許文献２）は、電池パックの保護監視回路を開示している。保護監視回路は、二次電池の状態を検出する二次電池監視回路と、前記二次電池の過電流等を検出して二次電池と負荷又は充電装置との間に設けられた充電制御トランジスタ又は放電制御トランジスタをオン／オフ制御する保護回路とを備えている。二次電池監視回路は、保護回路に対して充電制御トランジスタ又は放電制御トランジスタを強制的にオン／オフさせる制御信号を出力する。保護回路は、制御信号を受信すると、充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタをオン／オフ制御する。さらに、二次電池監視回路は、二次電池の過電流等の検出回数をカウントして、カウントした検出回数を不揮発性メモリに記録し、検出回数が所定回数を超えた場合に、所定回数を超えたときの検出結果に応じて、保護回路に対して前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタを強制的にオフさせる制御信号を出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平０６－３５１１５６号公報
特開２０１０－１８７５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の電池パックの保護監視回路は、所定回数までは過電流等が発生するのを許容している。すなわち、二次電池及び電気負荷に対する安全性をさらに向上させるためには、過電流の発生状況に応じた適切な処理を実行することが肝要となる。
【０００８】
そこで、本開示は、放電過電流の発生状況に応じて、適切で安全な処理を実行する放電過電流保護装置を備えた電池パックを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示は次のように構成した。すなわち、本開示に係る電池パックは、二次電池セルと過電流保護装置とを備え、電気負荷に接続される。過電流保護装置は、二次電池セルと前記電気負荷とを通電する通電経路に設けられ、通電経路に流れる電流を検出する電流検出部と、通電経路に流れる放電電流を制御する放電スイッチング素子と、電流検出部が放電過電流を検出すると放電スイッチング素子をオフにし、放電スイッチング素子がオフにされてから所定の自動復帰時間の経過後に放電スイッチング素子を自動的にオンにするように放電スイッチング素子のオン及びオフを制御する制御部とを備える。制御部は、放電スイッチング素子がオフになってから所定の第１電流検出時間内に、電流検出部が所定の規定値以上の放電電流を検出すると、二次電池セルが充電状態になるまでは放電スイッチング素子のオフ状態を維持する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、放電過電流の発生状況に応じて、適切で安全な処理を実行する過電流保護装置を備えた電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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