JP2961853B2 - 二次電池の保護装置 - Google Patents
二次電池の保護装置Info
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- JP2961853B2 JP2961853B2 JP2256487A JP25648790A JP2961853B2 JP 2961853 B2 JP2961853 B2 JP 2961853B2 JP 2256487 A JP2256487 A JP 2256487A JP 25648790 A JP25648790 A JP 25648790A JP 2961853 B2 JP2961853 B2 JP 2961853B2
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- battery
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二次電池の保護回路に関するものである。
〔発明の概要〕 本発明は、二次電池近傍の温度が設定温度に達した場
合に作動する熱作動手段と、この熱作動手段を介して二
次電池に電気的に接続されて二次電池の放電を行う放電
回路とを有し、二次電池が高温雰囲気下に放置された場
合に、二次電池に放電を生じさせて二次電池の電圧を低
下させることによって電池容量の低下を抑制し、また、
放電にともなって二次電池の電圧が必要以上に下がり過
ぎないようにして、二次電池の保護を行うものである。
合に作動する熱作動手段と、この熱作動手段を介して二
次電池に電気的に接続されて二次電池の放電を行う放電
回路とを有し、二次電池が高温雰囲気下に放置された場
合に、二次電池に放電を生じさせて二次電池の電圧を低
下させることによって電池容量の低下を抑制し、また、
放電にともなって二次電池の電圧が必要以上に下がり過
ぎないようにして、二次電池の保護を行うものである。
二次電池はビデオカメラやヘッドホンステレオ等の電
子機器の電源として使用されており、電子機器の高性能
化、小型化にともなって、二次電池に対して高エネルギ
ー密度化の要求が強まっている。
子機器の電源として使用されており、電子機器の高性能
化、小型化にともなって、二次電池に対して高エネルギ
ー密度化の要求が強まっている。
これらの要求を満たす二次電池として、リチウム金
属、リチウム合金、もしくは炭素質材料のようなリチウ
ムをドープ、脱ドープできる物質を負極に用いた非水電
解質二次電池の開発が活発に行われている。
属、リチウム合金、もしくは炭素質材料のようなリチウ
ムをドープ、脱ドープできる物質を負極に用いた非水電
解質二次電池の開発が活発に行われている。
しかし、上述のような非水電解質二次電池等にあって
は、室温の範囲を越えた高温雰囲気に長時間放置された
場合、電解質や活物質の劣化により容量低下を引き起こ
し、その後、充電を十分に行っても、もとの容量まで回
復しない現象を生じる。
は、室温の範囲を越えた高温雰囲気に長時間放置された
場合、電解質や活物質の劣化により容量低下を引き起こ
し、その後、充電を十分に行っても、もとの容量まで回
復しない現象を生じる。
本発明者等は、かかる非水電解質二次電池等の容量低
下現象を鋭意研究し、高温雰囲気中の容量低下現象は、
その時の電池電圧に支配される場合が多く、電池電圧が
低く抑えられている場合には、高温雰囲気放置後の容量
回復率が高まるという知見を得た。
下現象を鋭意研究し、高温雰囲気中の容量低下現象は、
その時の電池電圧に支配される場合が多く、電池電圧が
低く抑えられている場合には、高温雰囲気放置後の容量
回復率が高まるという知見を得た。
本発明は、かかる知見及び上記事情に鑑みてなされた
もので、二次電池が高温雰囲気に放置された場合の容量
低下を自動的に抑制することを目的としている。
もので、二次電池が高温雰囲気に放置された場合の容量
低下を自動的に抑制することを目的としている。
本発明の二次電池の保護装置は、二次電池近傍の温度
が設定温度に達した場合に作動する熱作動手段と、この
熱作動手段を介して前記二次電池に電気的に接続され前
記二次電池の放電を行なう放電回路とからなり、前記放
電回路は、前記二次電池の放電開始電圧を設定する放電
開始電圧設定手段と、前記二次電池の電圧が前記放電開
始電圧を越えているときに前記二次電池の放電を実行さ
せるスイッチ手段と、前記二次電池の放電時における放
電電流を設定する放電抵抗とを具備する構成である。
が設定温度に達した場合に作動する熱作動手段と、この
熱作動手段を介して前記二次電池に電気的に接続され前
記二次電池の放電を行なう放電回路とからなり、前記放
電回路は、前記二次電池の放電開始電圧を設定する放電
開始電圧設定手段と、前記二次電池の電圧が前記放電開
始電圧を越えているときに前記二次電池の放電を実行さ
せるスイッチ手段と、前記二次電池の放電時における放
電電流を設定する放電抵抗とを具備する構成である。
二次電池の雰囲気温度が設定温度を越えると、熱作動
手段が作動して二次電池と放電回路とを電気的に接続す
る。そして、二次電池の電圧が放電回路の放電開始電圧
設定手段により設定される放電開始電圧を越えている
と、スイッチ手段が作動して放電抵抗に二次電池から電
流が流れることによって二次電池の放電が行われて、二
次電池の電圧が次第に低下する。
手段が作動して二次電池と放電回路とを電気的に接続す
る。そして、二次電池の電圧が放電回路の放電開始電圧
設定手段により設定される放電開始電圧を越えている
と、スイッチ手段が作動して放電抵抗に二次電池から電
流が流れることによって二次電池の放電が行われて、二
次電池の電圧が次第に低下する。
そして、二次電池の電圧が放電開始電圧まで低下した
場合には、スイッチ手段によって二次電池の放電が停止
する。このようにして、放電回路は放電開始電圧を基準
にして自動的に作動し、放電開始電圧よりも二次電池の
電圧が高いと作動し、低いと作動しない。
場合には、スイッチ手段によって二次電池の放電が停止
する。このようにして、放電回路は放電開始電圧を基準
にして自動的に作動し、放電開始電圧よりも二次電池の
電圧が高いと作動し、低いと作動しない。
これらの作動によって、高温雰囲気下における二次電
池の電圧を一定限度（放電開始電圧）まで低下させるか
ら、高温雰囲気における二次電池の容量低下を抑制でき
る。また、二次電池における必要以上の放電を防止でき
る。
池の電圧を一定限度（放電開始電圧）まで低下させるか
ら、高温雰囲気における二次電池の容量低下を抑制でき
る。また、二次電池における必要以上の放電を防止でき
る。
以下、本発明に係る二次電池の保護装置の実施例につ
いて、第１図を参照して説明する。
いて、第１図を参照して説明する。
第１図は、二次電池１から成る組電池10を含むバッテ
リーパックＡ内に組み込まれた保護装置を示す。この保
護装置は、二次電池１近傍の温度が一定温度に達したと
きに作動するバイメタル式スイッチ（熱作動手段）及び
このバイメタル式スイッチ２がオンしたとき組電池10に
電気的に接続される放電回路３を備えている。
リーパックＡ内に組み込まれた保護装置を示す。この保
護装置は、二次電池１近傍の温度が一定温度に達したと
きに作動するバイメタル式スイッチ（熱作動手段）及び
このバイメタル式スイッチ２がオンしたとき組電池10に
電気的に接続される放電回路３を備えている。
これらの詳細について以下に説明する。
二次電池１は、非水電解液二次電池であり、負極活物
質担持体に炭素質材料を、正極活物質にLiCoO2を用い、
電解液として、炭酸プロピレンと1,2−ジメトキシエタ
ンとの混合溶液に六フッ化リン酸リチウムを１モル／
溶解させて得られた非水電解液を使用したものである。
この二次電池１は、直径20mm、高さ42mmの円筒型に構成
されており、上限電圧を4.1Vとして例えば250mAの定電
流で充電されている。
質担持体に炭素質材料を、正極活物質にLiCoO2を用い、
電解液として、炭酸プロピレンと1,2−ジメトキシエタ
ンとの混合溶液に六フッ化リン酸リチウムを１モル／
溶解させて得られた非水電解液を使用したものである。
この二次電池１は、直径20mm、高さ42mmの円筒型に構成
されており、上限電圧を4.1Vとして例えば250mAの定電
流で充電されている。
このようにして充電した二次電池１を２本直列にした
ものを２組並列接続し、計４本による組電池10を構成
し、この組電池10はバイメタル式スイッチ２と放電回路
３との直列回路を接続したものを合成樹脂ケースに収納
して、バッテリーパックＡを作製した。したがって、組
電池10（バッテリーパックＡ）の端子ａ−ｂ間の端子電
圧は8.2Vである。
ものを２組並列接続し、計４本による組電池10を構成
し、この組電池10はバイメタル式スイッチ２と放電回路
３との直列回路を接続したものを合成樹脂ケースに収納
して、バッテリーパックＡを作製した。したがって、組
電池10（バッテリーパックＡ）の端子ａ−ｂ間の端子電
圧は8.2Vである。
バイメタル式スイッチ２は、第１図に示すように、バ
イメタル部21と接点22とを組み合わせてなるもので、バ
ッテリーパックＡの内部温度が、65℃以上となった場合
にバイメタル部21が変位して接点22を閉じ、組電池10と
放電回路３とを電気的に接続した状態とするものであ
る。この設定温度は必要に応じて適宜設定し得る。
イメタル部21と接点22とを組み合わせてなるもので、バ
ッテリーパックＡの内部温度が、65℃以上となった場合
にバイメタル部21が変位して接点22を閉じ、組電池10と
放電回路３とを電気的に接続した状態とするものであ
る。この設定温度は必要に応じて適宜設定し得る。
放電回路３は、NPN型のスイッチ用トランジスタ（ス
イッチ手段）32、このトランジスタ32のコレクタＣにそ
の一端が接続された放電抵抗33、トランジスタ32のベー
スＢにそのアノードが接続された定電圧ダイオード（放
電開始電圧設定手段）31、この定電圧ダイオード31のカ
ソードにその一端が接続された電流制限抵抗34を備えて
いる。
イッチ手段）32、このトランジスタ32のコレクタＣにそ
の一端が接続された放電抵抗33、トランジスタ32のベー
スＢにそのアノードが接続された定電圧ダイオード（放
電開始電圧設定手段）31、この定電圧ダイオード31のカ
ソードにその一端が接続された電流制限抵抗34を備えて
いる。
放電抵抗33の他端と電流制限抵抗34の他端とは接続さ
れ、バイメタル式スイッチ２を介して組電池10の端子ａ
に接続されている。一方、スイッチ用トランジスタ32の
エミッタＥは組電池10の端子ｂに接続されている。
れ、バイメタル式スイッチ２を介して組電池10の端子ａ
に接続されている。一方、スイッチ用トランジスタ32の
エミッタＥは組電池10の端子ｂに接続されている。
放電開始電圧設定手段としての定電圧ダイオード31
は、ツェナー電圧VZ以上で急激に電流が流れるものであ
って、高温時における電池の放電開始電圧を実質的に設
定する。実際の放電開始電圧は、後述のようにスイッチ
用トランジスタ32と関係して決まり、本実施例では7.0V
としているが、必要に応じて変更することができる。
は、ツェナー電圧VZ以上で急激に電流が流れるものであ
って、高温時における電池の放電開始電圧を実質的に設
定する。実際の放電開始電圧は、後述のようにスイッチ
用トランジスタ32と関係して決まり、本実施例では7.0V
としているが、必要に応じて変更することができる。
スイッチ用トランジスタ32は、第１図に示すように、
組電池10の端子電圧が放電開始電圧7.0Vを越えていると
きに、スイッチング動作をして組電池10の放電を実行さ
せるものである。
組電池10の端子電圧が放電開始電圧7.0Vを越えていると
きに、スイッチング動作をして組電池10の放電を実行さ
せるものである。
放電抵抗33は、スイッチ用トランジスタ32の作動時に
流れる放電電流を設定するものであり、その抵抗値は例
えば15Ωに設定される。
流れる放電電流を設定するものであり、その抵抗値は例
えば15Ωに設定される。
電流制限抵抗34は、定電圧ダイオード31に過大な電流
が流れることを防止するものであり、例えば150Ωに設
定される。
が流れることを防止するものであり、例えば150Ωに設
定される。
以上のように構成されている保護装置の動作について
説明する。
説明する。
二次電池１（バッテリーパックＡ内）の雰囲気温度が
65℃を越えると、バイメタル式スイッチ２が作動して接
点22が閉じることにより、組電池10と放電回路３とが電
気的に接続され、組電池10を電源として、放電回路３が
作動する。
65℃を越えると、バイメタル式スイッチ２が作動して接
点22が閉じることにより、組電池10と放電回路３とが電
気的に接続され、組電池10を電源として、放電回路３が
作動する。
二次電池１から成る組電池10の端子ａ−ｂ間の端子電
圧Ｖが、放電開始電圧よりも高いと、定電圧ダイオード
31及びスイッチ用トランジスタ32が次のように作動す
る。即ち、組電池10の端子ａ−ｂ間の端子電圧8.2Vが、
定電圧ダイオード31のツェナー電圧Vzとスイッチ用トラ
ンジスタ32のベースＢ−エミッタＥ間の電圧Vbeとの和
（Vz＋Vbe:放電開始電圧7V）よりも高いために、定電圧
ダイオード31に電流が流れかつスイッチ用トランジスタ
のベースＢ−エミッタＥ間に電流が流れるから、スイッ
チ用トランジスタ32がスイッチング動作してオン状態に
なる。このとき、放電抵抗33は組電池10の負荷となり、
端子電圧が8.2Vであると、放電抵抗33にはスイッチ用ト
ランジスタ32のコレクタＣ−エミッタＥ間の0.7Vの飽和
電圧Vce（sat）差し引いた7.5Vが印加される。放電抵抗
33が15Ωである場合には、放電抵抗33及びスイッチ用ト
ランジスタ32のコレクタＣ−エミッタＥ間に約500mAの
放電電流が流れる。
圧Ｖが、放電開始電圧よりも高いと、定電圧ダイオード
31及びスイッチ用トランジスタ32が次のように作動す
る。即ち、組電池10の端子ａ−ｂ間の端子電圧8.2Vが、
定電圧ダイオード31のツェナー電圧Vzとスイッチ用トラ
ンジスタ32のベースＢ−エミッタＥ間の電圧Vbeとの和
（Vz＋Vbe:放電開始電圧7V）よりも高いために、定電圧
ダイオード31に電流が流れかつスイッチ用トランジスタ
のベースＢ−エミッタＥ間に電流が流れるから、スイッ
チ用トランジスタ32がスイッチング動作してオン状態に
なる。このとき、放電抵抗33は組電池10の負荷となり、
端子電圧が8.2Vであると、放電抵抗33にはスイッチ用ト
ランジスタ32のコレクタＣ−エミッタＥ間の0.7Vの飽和
電圧Vce（sat）差し引いた7.5Vが印加される。放電抵抗
33が15Ωである場合には、放電抵抗33及びスイッチ用ト
ランジスタ32のコレクタＣ−エミッタＥ間に約500mAの
放電電流が流れる。
組電池10の端子電圧Ｖが7.0V以下では、定電圧ダイオ
ード31に電流が流れず、スイッチ用トランジスタ32がス
イッチング動作してオフ状態となり、バッテリーパック
Ａにおける放電が自動的に停止する。したがって、7.0V
までの電圧低下後は、7.0Vの端子電圧が保持されて、二
次電池１における必要以上の放電が防止される。
ード31に電流が流れず、スイッチ用トランジスタ32がス
イッチング動作してオフ状態となり、バッテリーパック
Ａにおける放電が自動的に停止する。したがって、7.0V
までの電圧低下後は、7.0Vの端子電圧が保持されて、二
次電池１における必要以上の放電が防止される。
以上説明したバッテリーパックＡ内の雰囲気温度を65
℃に保ち放電させたところ、約２時間経過後に組電池10
の端子ａ−ｂ間の電圧Ｖが8.2Vから7.0V（二次電池１一
個につき3.5V）まで低下した。
℃に保ち放電させたところ、約２時間経過後に組電池10
の端子ａ−ｂ間の電圧Ｖが8.2Vから7.0V（二次電池１一
個につき3.5V）まで低下した。
次に、本発明の効果を確認するための比較例として、
上述の実施例におけるバイメタル式スイッチ２及び放電
回路３を省略した以外はバッテリーパックＡと全く同様
のバッテリーパックＢを作製した。
上述の実施例におけるバイメタル式スイッチ２及び放電
回路３を省略した以外はバッテリーパックＡと全く同様
のバッテリーパックＢを作製した。
以上のバッテリーパックＡ及びＢを用いて次のような
効果確認試験を実施した。
効果確認試験を実施した。
即ち、バッテリーパックＡ及びＢについて、23℃の雰
囲気下で800mAの定電流で放電終止電圧を5.5Vとして放
電を行った。この際、バッテリーパックＡ及びＢの放電
容量をそれぞれ測定した。次に、上限電圧8.2Vとし、16
00mAの定電流にして２時間の充電を行った。
囲気下で800mAの定電流で放電終止電圧を5.5Vとして放
電を行った。この際、バッテリーパックＡ及びＢの放電
容量をそれぞれ測定した。次に、上限電圧8.2Vとし、16
00mAの定電流にして２時間の充電を行った。
充電後のバッテリーパックＡ及びＢを恒温槽に移して
23℃雰囲気から毎分１℃の速度で昇温し、80℃に達した
時点で６時間放置した。その後、バッテリーパックＡ及
びＢを23℃の雰囲気中に取り出した。
23℃雰囲気から毎分１℃の速度で昇温し、80℃に達した
時点で６時間放置した。その後、バッテリーパックＡ及
びＢを23℃の雰囲気中に取り出した。
次に、上述のような放電及び放電のサイクルを３回繰
り返した後、バッテリーパックＡ及びＢの放電容量をそ
れぞれ測定した。
り返した後、バッテリーパックＡ及びＢの放電容量をそ
れぞれ測定した。
以上のような試験を行って得られたバッテリーパック
Ａ及びＢの電池容量を、高温で保存する前及び保存した
後についてそれぞれ第１表に示す。
Ａ及びＢの電池容量を、高温で保存する前及び保存した
後についてそれぞれ第１表に示す。
以上の結果から、本実施例のバッテリーパックＡは、
高温保存後において容量がほとんど変化せずほぼ回復し
ているが、比較例のバッテリーパックＢは91％の回復率
にとどまっており、高温雰囲気中の非水電解液二次電池
に対する本発明による放電処理が有効であることが確認
された。
高温保存後において容量がほとんど変化せずほぼ回復し
ているが、比較例のバッテリーパックＢは91％の回復率
にとどまっており、高温雰囲気中の非水電解液二次電池
に対する本発明による放電処理が有効であることが確認
された。
次に、第２図に本発明による二次電池の保護装置の変
形例を示す。
形例を示す。
第２図に示す保護装置は二次電池が比較的低電圧のと
きに用いることができるものであって、熱作動手段とし
てのサーミスタ５及び抵抗34aと定電圧ダイオード31aと
から成る放電回路3aを備えている。これらの各部品が順
に直列接続されて二次電池１の端子ａ′及びｂ′に接続
されている。
きに用いることができるものであって、熱作動手段とし
てのサーミスタ５及び抵抗34aと定電圧ダイオード31aと
から成る放電回路3aを備えている。これらの各部品が順
に直列接続されて二次電池１の端子ａ′及びｂ′に接続
されている。
サーミスタ５は、温度の上昇につれて電気抵抗が低下
するものであって、二次電池１の近傍付近に配置され設
定温度において二次電池１と放電回路3aとを電気的に接
続するものである。
するものであって、二次電池１の近傍付近に配置され設
定温度において二次電池１と放電回路3aとを電気的に接
続するものである。
定電圧ダイオード31aは、放電開始電圧設定手段であ
るとともに放電回路3aのスイッチ手段を兼ねており、二
次電池１の端子電圧が放電開始電圧よりも高いときに二
次電池１から放電電流が流れるものである。従って、抵
抗34aは定電圧ダイオード31aに対する電流制限抵抗の役
割を果たすとともに、放電電流が流れるときには放電抵
抗としても働く。
るとともに放電回路3aのスイッチ手段を兼ねており、二
次電池１の端子電圧が放電開始電圧よりも高いときに二
次電池１から放電電流が流れるものである。従って、抵
抗34aは定電圧ダイオード31aに対する電流制限抵抗の役
割を果たすとともに、放電電流が流れるときには放電抵
抗としても働く。
本変形例によれば、サーミスタ５が一定の設定温度に
達すると、放電回路3aと二次電池１との間の電気抵抗が
低下し、二次電池１の端子電圧が定電圧ダイオード31a
により設定された放電開始電圧よりも高い場合、二次電
池１から放電電流が抵抗34a及び定電圧ダイオード31aを
介して流れる。また、二次電池１の端子電圧が設定され
た放電開始電圧以下になれば、放電電流は流れなくな
る。これによって、より簡単な構成で上述の実施例と同
様の効果を得ることができる。
達すると、放電回路3aと二次電池１との間の電気抵抗が
低下し、二次電池１の端子電圧が定電圧ダイオード31a
により設定された放電開始電圧よりも高い場合、二次電
池１から放電電流が抵抗34a及び定電圧ダイオード31aを
介して流れる。また、二次電池１の端子電圧が設定され
た放電開始電圧以下になれば、放電電流は流れなくな
る。これによって、より簡単な構成で上述の実施例と同
様の効果を得ることができる。
なお、この実施例の場合、放電電流が比較的小さいと
きは抵抗34aを省略してサーミスタ５に電流制限抵抗及
び放電抵抗の役割を果たさせるようにしてもよい。
きは抵抗34aを省略してサーミスタ５に電流制限抵抗及
び放電抵抗の役割を果たさせるようにしてもよい。
また、本発明は、上述の実施例及び変形例に限定され
るものではなく、様々な態様で実施され得るものであ
る。
るものではなく、様々な態様で実施され得るものであ
る。
例えば、放電回路において設定される放電開始電圧の
下限は、保護装置による放電後に少なくとも20〜30％の
電池容量が残るような値が好ましい。第１図の場合で
は、非水電解液二次電池１一個当り例えば3.3Vであって
もよい。
下限は、保護装置による放電後に少なくとも20〜30％の
電池容量が残るような値が好ましい。第１図の場合で
は、非水電解液二次電池１一個当り例えば3.3Vであって
もよい。
また、放電抵抗は、５時間率放電電流（電池容量を５
時間で使いきるような電流）〜30分率放電電流が流れる
ように設定されるのが好ましい。５時間率放電電流以下
の電流が流れるような放電抵抗であると負荷が軽すぎて
放電による電池電圧の低下が遅くなり効果が薄れてしま
う。また、30分率放電電流以上の電流が流れるような放
電抵抗であると負荷が重すぎて電池の比較的急速な温度
上昇が起きてしまい好ましくない。また、放電抵抗の放
電電流が大きいため放電抵抗がかなり発熱するような場
合、放電抵抗に適当な放熱機構を設けるとよい。
時間で使いきるような電流）〜30分率放電電流が流れる
ように設定されるのが好ましい。５時間率放電電流以下
の電流が流れるような放電抵抗であると負荷が軽すぎて
放電による電池電圧の低下が遅くなり効果が薄れてしま
う。また、30分率放電電流以上の電流が流れるような放
電抵抗であると負荷が重すぎて電池の比較的急速な温度
上昇が起きてしまい好ましくない。また、放電抵抗の放
電電流が大きいため放電抵抗がかなり発熱するような場
合、放電抵抗に適当な放熱機構を設けるとよい。
また、熱作動手段は、バイメタル式スイッチやサーミ
スタに限定されるものではなく、設定温度において作動
する温度検知手段（温度センサ）を備えて放電回路と電
池端子とを電気的に接続しかつ遮断することができるよ
うなものであればよい。例えば、熱起電力を利用した熱
電対、温度によって形状が変化する形状記憶合金、温度
による周波数変化を利用した水晶振動子を単独で、ある
いはこれらと適当な開閉手段とを組み合わせて構成して
用いることができる。
スタに限定されるものではなく、設定温度において作動
する温度検知手段（温度センサ）を備えて放電回路と電
池端子とを電気的に接続しかつ遮断することができるよ
うなものであればよい。例えば、熱起電力を利用した熱
電対、温度によって形状が変化する形状記憶合金、温度
による周波数変化を利用した水晶振動子を単独で、ある
いはこれらと適当な開閉手段とを組み合わせて構成して
用いることができる。
また、放電回路は、実施例や変形例のもの以外でも、
設定した放電開始電圧以上で放電抵抗に電流が流れかつ
この放電開始電圧以下で流れなくなるような回路であれ
ばよく、例えばICで構成することもできる。
設定した放電開始電圧以上で放電抵抗に電流が流れかつ
この放電開始電圧以下で流れなくなるような回路であれ
ばよく、例えばICで構成することもできる。
また、本実施例では保護装置をバッテリーパック内に
組み込んだが、例えば二次電池を使用する機器内に保護
装置を予め組み込んでおいてもよい。
組み込んだが、例えば二次電池を使用する機器内に保護
装置を予め組み込んでおいてもよい。
本発明に係る二次電池の保護装置は、二次電池近傍の
温度が設定温度に達した場合に作動する熱作動手段と、
この熱作動手段を介して二次電池に電気的に接続されて
二次電池の放電を行なう放電回路とを有しており、以下
のような効果を奏する。
温度が設定温度に達した場合に作動する熱作動手段と、
この熱作動手段を介して二次電池に電気的に接続されて
二次電池の放電を行なう放電回路とを有しており、以下
のような効果を奏する。
（１） 二次電池が設定温度以上の高温雰囲気下に放置
された場合には、熱作動手段が温度を検出して放電回路
を自動的に作動させ、二次電池に放電が生じて二次電池
の電圧を低下させることによって、電池容量の低下を抑
制することができる。
された場合には、熱作動手段が温度を検出して放電回路
を自動的に作動させ、二次電池に放電が生じて二次電池
の電圧を低下させることによって、電池容量の低下を抑
制することができる。
（２） 上記における二次電池の放電の際に、二次電池
の電圧が放電設定電圧よりも低くなれば放電回路のスイ
ッチ手段が作動して放電を停止するので、放電にともな
って二次電池の電圧が下がり過ぎることを防止して、二
次電池の必要以上の容量低下の保護を行うことができ
る。
の電圧が放電設定電圧よりも低くなれば放電回路のスイ
ッチ手段が作動して放電を停止するので、放電にともな
って二次電池の電圧が下がり過ぎることを防止して、二
次電池の必要以上の容量低下の保護を行うことができ
る。
第１図は本発明に係る二次電池の保護装置の実施例を示
す電気回路の結線図、第２図は変形例の保護装置の電気
回路の結線図である。 なお、図面に用いた符号において、 １……二次電池 ２……バイメタル式スイッチ（熱作動手段） 3,3a……放電回路 ５……サーミスタ（熱作動手段） 31……定電圧ダイオード（放電開始電圧設定手段） 32……スイッチ用トランジスタ（スイッチ手段） 33……放電抵抗 である。
す電気回路の結線図、第２図は変形例の保護装置の電気
回路の結線図である。 なお、図面に用いた符号において、 １……二次電池 ２……バイメタル式スイッチ（熱作動手段） 3,3a……放電回路 ５……サーミスタ（熱作動手段） 31……定電圧ダイオード（放電開始電圧設定手段） 32……スイッチ用トランジスタ（スイッチ手段） 33……放電抵抗 である。
Claims (1)
- 【請求項１】二次電池近傍の温度が設定温度に達した場
合に作動する熱作動手段と、この熱作動手段を介して前
記二次電池に電気的に接続され前記二次電池の放電を行
なう放電回路とからなり、 前記放電回路は、前記二次電池の放電開始電圧を設定す
る放電開始電圧設定手段と、前記二次電池の電圧が前記
放電開始電圧を越えているときに前記二次電池の放電を
実行させるスイッチ手段と、前記二次電池の放電時にお
ける放電電流を設定する放電抵抗とを具備することを特
徴とする二次電池の保護装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2256487A JP2961853B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 二次電池の保護装置 |
| DE69109987T DE69109987T2 (de) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Schutzvorrichtung für Sekundärbatterie. |
| US07/765,259 US5252411A (en) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Protective apparatus for secondary battery |
| EP91116352A EP0477908B1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-25 | Protective apparatus for secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2256487A JP2961853B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 二次電池の保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137371A JPH04137371A (ja) | 1992-05-12 |
| JP2961853B2 true JP2961853B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=17293323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2256487A Expired - Lifetime JP2961853B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 二次電池の保護装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5252411A (ja) |
| EP (1) | EP0477908B1 (ja) |
| JP (1) | JP2961853B2 (ja) |
| DE (1) | DE69109987T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2587582A2 (en) | 2011-10-27 | 2013-05-01 | Sony Corporation | Method of controlling discharge, battery pack, electrical storage system, electronic apparatus, electric vehicle and power system |
| WO2021045376A1 (ko) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 팩, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치 |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5362942A (en) * | 1993-08-24 | 1994-11-08 | Interdigital Technology Corporation | Battery heating system using internal battery resistance |
| US5469002A (en) * | 1994-08-31 | 1995-11-21 | Motorola, Inc. | Bi-level current limiting circuit and battery using same |
| US5652501A (en) | 1994-12-12 | 1997-07-29 | Unitrode Corporation | Voltage sensor for detecting cell voltages |
| US5581170A (en) | 1994-12-12 | 1996-12-03 | Unitrode Corporation | Battery protector |
| US5826958A (en) * | 1995-12-15 | 1998-10-27 | Ora Electronics, Inc. | Apparatus for automatically conditioning rechargeable batteries |
| US5708350A (en) * | 1996-08-09 | 1998-01-13 | Eveready Battery Company, Inc. | Recharging method and temperature-responsive overcharge protection circuit for a rechargeable battery pack having two terminals |
| US5834131A (en) * | 1997-05-02 | 1998-11-10 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Self warming low cost tactical electronics battery |
| JPH1141823A (ja) * | 1997-07-23 | 1999-02-12 | N Ii C Mori Energ Kk | 過充電防止装置 |
| US6083639A (en) * | 1997-08-22 | 2000-07-04 | Duracell Inc. | Current interrupter for electrochemical cells |
| JPH11191436A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Hitachi Ltd | 蓄電保護器 |
| JP3190024B2 (ja) * | 1999-08-18 | 2001-07-16 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | バッテリ保護装置及びその製造方法 |
| EP1094587A1 (en) * | 1999-10-21 | 2001-04-25 | Sony International (Europe) GmbH | Mobile terminal for a wireless telecommunication system comprising a rechargeable battery and method for preventing bulging of said rechargeable battery |
| JP4670170B2 (ja) * | 2000-04-12 | 2011-04-13 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| DE10104981A1 (de) * | 2001-02-03 | 2002-08-08 | Varta Geraetebatterie Gmbh | Verfahren zur Überwachung der Betriebssicherheit von wiederaufladbaren Li-Zellen |
| US6661203B2 (en) * | 2001-11-12 | 2003-12-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Battery charging and discharging system optimized for high temperature environments |
| US6751911B1 (en) * | 2002-07-22 | 2004-06-22 | Versatile Premium Products, Inc. | Facia border |
| JP2005038713A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Olympus Corp | 電池パック |
| KR100786937B1 (ko) * | 2005-07-20 | 2007-12-17 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 보호장치 |
| JP2008041393A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Nec Tokin Corp | 電池パック |
| TW200824212A (en) * | 2006-11-22 | 2008-06-01 | xian-yuan Guo | Power management method for battery at high temperature and the device thereof |
| TWI362129B (en) * | 2008-06-27 | 2012-04-11 | Kinpo Elect Inc | Battery protection circuit and protection method thereof |
| JP2010061970A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Panasonic Corp | 充電システムおよび二次電池の充電方法 |
| KR101036095B1 (ko) * | 2009-02-18 | 2011-05-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지용 자가방전 회로 및 이를 구비하는 이차전지 |
| JP2011138647A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Hitachi Ltd | 二次電池の保護回路 |
| DE102011103118A1 (de) * | 2011-06-01 | 2012-12-06 | Daimler Ag | Vorrichtung und Verfahren zum automatischen Entladen einer Batterie eines Fahrzeuges |
| JP5664460B2 (ja) * | 2011-06-07 | 2015-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 固体二次電池システム |
| US9240694B2 (en) | 2011-06-10 | 2016-01-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for charging battery and charge control device for battery |
| US20140079967A1 (en) * | 2011-06-10 | 2014-03-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solid secondary battery system |
| JP5951959B2 (ja) * | 2011-10-28 | 2016-07-13 | 株式会社マキタ | 温度検出装置及びバッテリパック |
| DE102012210258A1 (de) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Robert Bosch Gmbh | Batterie mit einem Batteriesteuergerät und integriertem Temperatursensor |
| DE102013204534A1 (de) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Robert Bosch Gmbh | Batteriezelleinrichtung mit Kurzschlusssicherheitsfunktion und Verfahren zum Überwachen einer Batteriezelle |
| DE102013204539A1 (de) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Robert Bosch Gmbh | Batteriezelleinrichtung mit Feinschlusssicherheitsfunktion und Verfahren zum Überwachen einer Batteriezelle |
| DE102018208292A1 (de) * | 2018-02-19 | 2019-08-22 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Entladevorrichtung, elektrische Einheit und Entladeverfahren |
| CN110988689B (zh) * | 2019-04-25 | 2021-05-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池可恢复衰减容量的恢复方法、装置和系统 |
| KR20220045450A (ko) * | 2020-10-05 | 2022-04-12 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차 전지의 스웰링 관리 장치 및 그 제어 방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2573483A (en) * | 1946-10-14 | 1951-10-30 | Vickers Inc | Switch for use with battery chargers |
| FR2091914B1 (ja) * | 1970-04-23 | 1973-10-19 | Accumulateurs Fixes | |
| SU866614A1 (ru) * | 1980-01-21 | 1981-09-23 | Ворошиловградский филиал Института "Гипроуглеавтоматизация" | Устройство дл ограничени разр да аккумул торной батареи |
| JPS5786265U (ja) * | 1980-11-14 | 1982-05-27 | ||
| JPS59134557A (ja) * | 1983-01-20 | 1984-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 集合電池 |
| US4727006A (en) * | 1986-02-12 | 1988-02-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of monitoring electrochemical cells |
-
1990
- 1990-09-26 JP JP2256487A patent/JP2961853B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-25 DE DE69109987T patent/DE69109987T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-25 US US07/765,259 patent/US5252411A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-25 EP EP91116352A patent/EP0477908B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2587582A2 (en) | 2011-10-27 | 2013-05-01 | Sony Corporation | Method of controlling discharge, battery pack, electrical storage system, electronic apparatus, electric vehicle and power system |
| US9281545B2 (en) | 2011-10-27 | 2016-03-08 | Sony Corporation | Method of controlling discharge, battery pack, electrical storage system, electronic apparatus, electric vehicle and power system |
| WO2021045376A1 (ko) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 팩, 이를 포함하는 배터리 랙 및 전력 저장 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE69109987T2 (de) | 1995-11-30 |
| EP0477908A3 (en) | 1993-01-13 |
| US5252411A (en) | 1993-10-12 |
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| DE69109987D1 (de) | 1995-06-29 |
| EP0477908B1 (en) | 1995-05-24 |
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