(57)【要約】 【課題】  任意の位置で温度検知機能を有し温度異常を監視、検出し温度変化時の制御を適切に行なうことが可能な電池パックを提供する。【解決手段】  コアパック１が、温度特性を有する抵抗体素子を熱伝導材で挟み込んであり厚さが０．２ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の温度検出シート２で全体を覆われている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度特性を有する抵抗体素子を熱伝導材で挟み込んだ厚さ０．２ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の温度検出シートでコアパック全体が覆われていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記温度検出シートは、任意の位置で温度検知機能を有し、異常を検出すると保護回路基板内の制御部へ温度監視結果を伝達し、電池パックの充電及び放電を停止するよう制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度検出シートで覆われた電池パックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話、携帯ゲーム機、デジタルカメラに代表される携帯電子機器の小型化、軽量化、高機能化に伴い、それらの電源としての役割を持つリチウムイオン２次電池パックに対してもますます最小化、高容量化が求められるようになっている。
【０００３】
電池パックは保護回路基板やＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子を付加することで良好な安全な状態を維持しているが、例えば高温になるような異常時であっても安全性を維持することが求められている。
【０００４】
これに対応するため電池パックには温度、特に高温環境下における性能及び安全性への配慮が必要であり、例えば特許文献１にサーミスタ等の温度検知素子を２次電池とケースとの空間に配置して２次電池の温度を精度よく制御していることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−００２８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５は、従来の電池パックにおける温度検出形態を示す平面図である。角型２次電池を使用した電池パック内部で温度上昇を引き起こす可能性のある位置に温度検出素子５が、コアパック１に配置されている。
【０００７】
図６は、従来の別の電池パックにおける温度検出形態を示す斜視図である。円筒型２次電池を使用した電池パック内部で温度上昇を引き起こす可能性のある位置に温度検出素子５が、コアパック１に配置されている。
【０００８】
しかし特許文献１のような温度検出素子は電池パックに対して特定位置のみの監視であるため、電池パックの広範囲に対する温度変化を検出し切れない事が懸念される。
【０００９】
電池パック内の温度監視を行なっている付近で、主に異常高温である温度異常が発生した場合には、異常を検出し、電池パックを制御し不安全状態から回避することが出来る。しかし電池パック内の温度監視をおこなっている位置から離れたところで温度異常が発生した場合には、上記の温度監視ではこの温度異常を検出することが出来ず、電池パックの制御は不可能であり、特性の低下に繋がることが問題となっていた。
【００１０】
本発明は電池パック外装用のケースやラベル等を外装する前のコアパック全体に対して温度検出シートを覆っている。電池パックを使用している間は、常時コアパックの温度を監視しており電池パック全体の温度を検出することが可能で、温度異常検出時には、電池パックの不安全状態を回避するため、電池パックの充電及び放電を停止して制御することができる電池パックを提供することを目的とするものである。
【００１１】
すなわち、本発明の技術的課題は、任意の位置で温度検知機能を有しており温度異常を監視、検出するので温度変化時の電池パックの充電及び放電を停止して制御を適切に行なうことが可能な電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の電池パックは、温度特性を有する抵抗体素子を熱伝導材で挟み込んだ厚さ０．２ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の温度検出シートでコアパック全体が覆われていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の電池パックは、前記温度検出シートは、任意の位置で温度検知機能を有し、異常を検出すると保護回路基板内の制御部へ温度監視結果を伝達し、電池パックの充電及び放電を停止するよう制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、任意の位置で温度検知機能を有しており温度異常を監視、検出するので温度変化時の電池パックの充電及び放電を早期に停止して制御を適切に行なうことが可能な電池パックの提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図３は、本発明の温度検出シートの形態を示す平面図である。温度検出シート２は、２次電池の基準電位部である電池パックの出力端子と接続されていて温度異常を感知する機能を有している。温度検出シートは、表面にエポキシ系樹脂等の絶縁処理を施すのが好ましい。
【００１７】
図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。温度特性を有する熱伝導材４に抵抗体素子３を搭載しており、温度検出シートがある位置であれば、温度異常を検出することができる。これは初期抵抗値に対して温度検出シートの任意の場所で温度が変化すると、抵抗が変化することを利用したものである。
【００１８】
熱伝導材はアルミニウム、アルミニウム合金等を使用することができる。抵抗体素子はニッケル・マンガン・鉄等の化合物を使用することができる。
【００１９】
電池パックを使用すると、基準電位部における温度が抵抗値として測定される。電池パックが使用されている時、すなわち充電または放電している時にコアパックの一部において温度変化があると抵抗値が変化する。さらに抵抗値が変化して設定値を外れた場合、温度の異常を検出して充電または放電を停止し、電池パックの特性の低下を防止する。
【００２０】
温度検出シートの厚さは、０．２ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下が好ましい。０．２ｍｍ未満ではシート状の熱伝導材に抵抗体素子を搭載することができなくなり、１．０ｍｍを超えると電池パックとの密着性、電池パック形状へのフレキシブル対応、熱伝導効率など熱伝導材をシート状とする優位性が低下する恐れがあるためである。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態を示す電池パックの正面図である。角型２次電池を使用したコアパック１の全体を温度検出シート２で覆っている。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態を示す別の電池パックの正面図である。円筒型２次電池を使用したコアパック１の全体を温度検出シート２で覆っている。
【００２３】
電池パック外装用のケースやラベル等外装部品で覆う前のコアパックに対して、温度特性を有する抵抗体素子を熱伝導材で挟み込んだ温度検出シートを用いて、コアパック全体を覆う。コアパックを覆ったシート状の温度検出シートを、２次電池内の基準電位部である電池パックの出力端子と接続する。これにより２次電池全体の温度を常時監視、検出することが可能で、温度異常検出時には電池パックの不安全状態を回避するため、任意の位置で温度検出機能が働き、温度異常が発生した場合には異常を検出した温度情報により電池パックの充電及び放電を停止するよう制御することを可能とし電池パックの特性の低下を防止することができる。
【００２４】
検出温度は抵抗によって設定され、抵抗により伝達される温度情報により電池温度の異常有無を感知する。温度検出シートは、コアパックを覆うことができるような変形が可能であり、さまざまな形状のコアパックに対応できる。
【００２５】
温度特性を有する抵抗体素子の特性は高温で抵抗上昇する正特性でも高温で抵抗下降する負特性でも構わない。
【００２６】
抵抗体素子、熱伝導材の温度特性に関しては、電池パックの動作、保存温度範囲、不安全状態、危険領域を検出可能とする必要があるため、−４０℃以上、１２０℃以下を有効範囲とするのが好ましい。
【００２７】
図７は、本発明の実施の形態を示すブロック図である。コアパック全体を覆った温度検出シートは、機器本体側又は、保護回路基板内の制御部へ温度監視結果を伝達し、電池パックの制御を行なう。設定した温度範囲を外れた場合に電池パックは、制御が行われることにより充電及び放電が停止され、電池パックの特性の低下を防止することができる。ＯＵＴ＋とＯＵＴ−は電池パックの出力端子に、ＴＯｕｔは保護回路基板に接続される。
【００２８】
図８は、本発明の別の実施の形態を示すブロック図である。本形態は、図７の形態を備えているのに加えて、サーミスタから特定位置に温度異常検出素子を設置することにより特定位置での温度異常を検出できる機能も有している。ＯＵＴ＋とＯＵＴ−は電池パックの出力端子に、ＴＯｕｔは保護回路基板に接続される。またＴＨは使用製品本体に接続される。
【００２９】
予想のつかない任意の位置に対する監視方法として、本発明の温度検出シートを使用して温度検出を行なうことにより、電池パックの充電及び放電を早期に停止して制御を適切に行なうことが可能である。
【実施例】
【００３０】
以下に本発明の実施例を詳述する。
【００３１】
図１に示すように、コアパック１に対して、シート状の温度検出シート２で覆い電池パックとした。コアパックを覆ったシート状の温度検出シートを、電池内の基準電位部である電池パックの出力端子と接続した。設定される検出抵抗と伝達される情報により電池温度の異常有無を感知して制御を行なうようにし、電池パックの充電を開始した。
【００３２】
温度特性例としては、０℃で２７ｋΩ、２５℃で１０ｋΩ、４０℃で６ｋΩ、６０℃で３ｋΩ、８０℃で１．６ｋΩ、１００℃で１ｋΩとなり、温度上昇と共に抵抗値が低下する負特性をもつ抵抗体素子を使用した。また温度検出シートのサイズとしては、電池パック全体を覆うサイズ（Ｗ４０ｍｍ×Ｌ８０ｍｍ×Ｔ１．０ｍｍ）をもち、抵抗体素子はニッケル・マンガン・鉄の化合物からなるものを使用した。温度特性に関しては、８０℃を超えると異常と判断するよう設定した。試験環境は常温であり、２１℃であった。
【００３３】
電池缶の缶底中央部で、温度検出シートから５ｍｍ離れたところに１００℃の熱源を持つφ１５ｍｍの棒状ヒーターを保持した。
【００３４】
ヒーター設置から１０秒後に温度検出シートが異常を検出し、検出した温度情報により電池パックの充電を停止し、制御した。
【００３５】
次に電池缶の缶底中央部とは反対のヘッダー中央部で、温度検出シートから５ｍｍ離れたところに１００℃の熱源を持つφ１５ｍｍの棒状ヒーターを保持した。
【００３６】
ヒーター設置から１０秒後に温度検出シートが異常を検出し、検出した温度情報により電池パックの充電を停止し、制御した。
【００３７】
（比較例）
シート状の温度検出シートを使用せず温度検出素子を電池缶の缶底中央部に配置した以外は実施例と同様にして電池パックを作製し、充電を開始した。
【００３８】
電池缶の缶底中央部で、温度検出素子から５ｍｍ離れたところに１００℃の熱源を持つφ１５ｍｍの棒状ヒーターを保持した。
【００３９】
ヒーター設置から１０秒後に温度検出素子が異常を検出し、検出した温度情報により電池パックの充電を停止し、制御した。
【００４０】
次に電池缶の缶底中央部とは反対のヘッダー中央部で、電池パックから５ｍｍ離れたところに１００℃の熱源を持つφ１５ｍｍの棒状ヒーターを保持した。温度検出素子からヒーターまでの距離は３５ｍｍであった。
【００４１】
ヒーター設置から２５秒後に温度検出素子が異常を検出し、検出した温度情報により電池パックの充電を停止し、制御した。
【００４２】
実施例と比較例より、温度検出シートや温度検出素子がある電池缶の缶底中央部周囲で温度異常が発生した場合には、検出時間に差は確認できなかった。しかし、温度検出素子から離れたヘッダー中央部から温度異常が発生した場合には、温度検出シートがある方が検出時間は早いことが確認できた。
【００４３】
さらに実施例より、電池缶の缶底中央部であっても反対のヘッダー中央部であっても温度検出シートがあれば異常の検出時間は同じであり、かつ早いことがわかった。
【００４４】
これより本発明の電池パックは、任意の位置で温度検知機能を有し温度異常を監視、検出し充電及び放電を早期に停止するので温度変化時の制御を適切に行なうことが可能であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態を示す電池パックの正面図。
【図２】本発明の実施の形態を示す別の電池パックの正面図。
【図３】本発明の温度検出シートの形態を示す平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図。
【図５】従来の電池パックにおける温度検出形態を示す平面図。
【図６】従来の別の電池パックにおける温度検出形態を示す斜視図。
【図７】本発明の実施の形態を示すブロック図。
【図８】本発明の別の実施の形態を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４６】
１    コアパック
２    温度検出シート
３    抵抗体素子
４    熱伝導材
５    温度検出素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010123411.tif 000005
【図４】
2010123411.tif 000006
【図５】
2010123411.tif 000007
【図６】
2010123411.tif 000008
【図７】
2010123411.tif 000009
【図８】
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