[發(fā)明專利]短路元件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480053265.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105593962B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米田吉弘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 迪睿合電子材料有限公司
• 主分類號(hào): H01H37/76
• 分類號(hào): H01H37/76
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11286
• 代理人: 王穎,金玉蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過(guò)電信號(hào)使斷開(kāi)狀態(tài)的電源線或信號(hào)線在物理上且電氣上進(jìn)行短路的短路元件。本申請(qǐng)主張日本專利申請(qǐng)2013-200555號(hào)(2013年9月26日申請(qǐng))的優(yōu)先權(quán)，并為了在此參照該申請(qǐng)的公開(kāi)的全部?jī)?nèi)容而進(jìn)行引用。

背景技術(shù)

可充電而重復(fù)利用的二次電池大多被加工成電池組(battery pack)而提供給用戶。特別地，在重量能量密度高的鋰離子二次電池中，為了確保用戶和電子設(shè)備的安全，通常將過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)等多個(gè)保護(hù)電路內(nèi)置于電池組，從而具有在預(yù)定的情況下切斷電池組的輸出的功能。

在這種保護(hù)元件中，使用內(nèi)置于電池組的FET開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行輸出的接通/斷開(kāi)(ON/OFF)，由此進(jìn)行電池組的過(guò)充電保護(hù)或過(guò)放電保護(hù)動(dòng)作。然而，無(wú)論是由于何種原因FET開(kāi)關(guān)短路損壞時(shí)、由于被雷擊等而導(dǎo)致瞬間流過(guò)大電流時(shí)、或者由于電池單元的壽命而輸出電壓異常下降或相反地輸出過(guò)大異常電壓或串聯(lián)連接的電池單元各自的電壓偏差變大時(shí)，電池組或電子設(shè)備都應(yīng)該受到保護(hù)以防止起火等事故。因此，為了在這樣的可設(shè)想的任何異常狀態(tài)下，安全地將電池單元的輸出切斷，而使用由熔斷元件構(gòu)成的保護(hù)元件，該熔斷元件具有根據(jù)來(lái)自外部的信號(hào)切斷電流通路的功能。

作為面向鋰離子二次電池等的保護(hù)電路的保護(hù)元件，專利文獻(xiàn)1記載有橫跨電流通路上的第一電極、發(fā)熱體引出電極、第二電極之間連接可熔導(dǎo)體而作為電流通路的一部分，并使該電流通路上的可熔導(dǎo)體由過(guò)電流所引起的自發(fā)熱或通過(guò)設(shè)置在保護(hù)元件內(nèi)部的發(fā)熱體而熔斷的保護(hù)元件。這樣的保護(hù)元件中，通過(guò)將熔融的液態(tài)的可熔導(dǎo)體聚集在連接于發(fā)熱體的導(dǎo)體層上來(lái)使第一電極、第二電極之間分離，從而切斷電流通路。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2010-003665號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2004-185960號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2012-003878號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

然而，近年來(lái)，使用電池和馬達(dá)的HEV(Hybrid Electric Vehicle：混合動(dòng)力車)、EV(Electric Vehicle：電動(dòng)汽車)得到迅速普及。作為HEV、EV的動(dòng)力源，基于能量密度和輸出特性而逐漸使用鋰離子二次電池。在汽車用途中，需要高壓、大電流。因此，開(kāi)發(fā)出能夠承受高壓、大電流的專用單元，但是基于制造成本上的問(wèn)題，多數(shù)情況下通過(guò)將多個(gè)電池單元進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)地連接來(lái)使用通用單元確保必要的電壓電流。

這里，在高速移動(dòng)中的汽車等中，驅(qū)動(dòng)力急劇下降和/或突然停止有時(shí)反而危險(xiǎn)，人們要求有設(shè)想了緊急情況的電池管理。例如，在行駛中發(fā)生了電池系統(tǒng)的異常時(shí)，也能夠提供用于移動(dòng)到修理廠或安全場(chǎng)所的驅(qū)動(dòng)力，或者危險(xiǎn)信號(hào)燈和/或空調(diào)用的驅(qū)動(dòng)力，這在避免危險(xiǎn)的方面是優(yōu)選的。

可是，在專利文獻(xiàn)1所述的串聯(lián)連接有多個(gè)電池單元的電池組中，在僅在充放電通路上設(shè)置保護(hù)元件的情況下，如果在電池單元的一部分發(fā)生異常并使保護(hù)元件動(dòng)作，則整個(gè)電池組的充放電通路被切斷，這樣就無(wú)法提供電力。

因此，為了只排除由多個(gè)單元構(gòu)成的電池組內(nèi)的異常的電池單元并有效地活用正常的電池單元，而提出了能夠形成只將異常的電池單元進(jìn)行旁路的旁路通路的短路元件。

該短路元件50如圖20所示，具有：在充放電通路上與電池單元51并聯(lián)連接，并在正常時(shí)被斷開(kāi)的兩個(gè)斷開(kāi)電極52、53；通過(guò)熔融使兩個(gè)斷開(kāi)電極52、53之間短路的可熔導(dǎo)體54；與可熔導(dǎo)體54串聯(lián)連接并使該可熔導(dǎo)體54熔融的發(fā)熱體55。

發(fā)熱體55通過(guò)經(jīng)由充放電通路流通電流而自發(fā)熱，并通過(guò)該熱量(焦耳熱)使可熔導(dǎo)體54熔融。發(fā)熱體55與FET等電流控制元件56連接。電流控制元件56以在電池單元51正常時(shí)限制對(duì)發(fā)熱體55的供電，并在電池單元51異常時(shí)使電流經(jīng)由充放電通路而流向發(fā)熱體55的方式進(jìn)行控制。

使用有短路元件50的電池電路，如果在電池單元51上檢測(cè)到異常電壓等，則通過(guò)保護(hù)元件57從充放電通路上將該電池單元51切斷，并且使電流控制元件56動(dòng)作，從而使電流流向發(fā)熱體55。由此，由于發(fā)熱體55的熱量可熔導(dǎo)體54發(fā)生熔融，熔融導(dǎo)體凝聚并結(jié)合在兩個(gè)斷開(kāi)電極52、53上。因此，斷開(kāi)電極52、53被熔融導(dǎo)體短路，由此，能夠形成將電池單元51進(jìn)行旁路的電流通路。

此外，短路元件50由于可熔導(dǎo)體54發(fā)生熔融，對(duì)發(fā)熱體55通電的通路被切斷，因此發(fā)熱體55的發(fā)熱停止。