(57)【要約】      （修正有）【課題】必要に応じ、短絡されている電流経路の遮断と、開放電流経路の短絡を、所定の順序で行い、電流経路を不可逆的に切り替える。【解決手段】第１の発熱体の熱により短絡側可溶導体を溶断させ、溶融導体によってスイッチを短絡させる短絡回路と、第２の発熱体の熱により開放側可溶導体を溶断させる開放回路とを有し、第２の発熱体に電流を通電させるスイッチ素子２６が接続され、短絡回路の第１の発熱体の開放端と、開放回路の第２の発熱体と開放側可溶導体との接続端とを接続し、スイッチ素子２６の動作により第２の発熱体が通電、発熱して開放側可溶導体が溶断し、主たる回路２５と第２の回路２４とが遮断され、開放側可溶導体の溶断により、第１の発熱体が通電、発熱して第１可溶導体が溶断し、スイッチが短絡されて、主たる回路２５と第１の回路２３とが通電される。【選択図】図３
2015056960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が流れることにより発熱する第１の発熱体と、一端が上記第１の発熱体と接続され、他端が主たる回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記主たる回路と接続され、他端が第１の回路と接続されたスイッチとを備え、上記第１の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、該溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡回路と、
電流が流れることにより発熱する第２の発熱体と、上記第２の発熱体と接続されるとともに一端が第２の回路と接続され、他端が上記主たる回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第２の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放回路とを有し、
上記第２の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第２の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させるスイッチ素子が接続され、
上記短絡回路の上記第１の発熱体の開放端と、上記開放回路の上記第２の発熱体と上記開放側可溶導体との接続端とを接続し、
上記スイッチ素子が動作することにより上記開放回路の上記第２の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第２の回路とが遮断され、
上記開放側可溶導体の溶断により、上記短絡回路の上記第１の発熱体が通電、発熱して上記第１可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第１の回路とが通電される切替回路。
【請求項２】
上記主たる回路は、バッテリスタックを有する電源系回路であり、
上記第１の回路は、上記バッテリスタックの電気を放電させる放電回路であり
上記第２の回路は、上記バッテリスタックの充放電電流回路であり、
上記開放回路によって上記電源系回路と上記充放電電流回路を遮断して上記バッテリスタックへの充電を停止し、上記短絡回路によって上記電源系回路と上記放電回路を短絡して上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーを放電させる請求項１記載の切替回路。
【請求項３】
上記短絡回路の上記スイッチの他端に、上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーをバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が設けられている請求項２記載の切替回路。
【請求項４】
上記放電回路は、上記バッテリスタックに蓄積した電気エネルギーをバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が、上記短絡回路の上記スイッチの他端と接続されている請求項２記載の切替回路。
【請求項５】
上記開放側可溶導体は、一端が上記主たる回路と接続され他端が上記第２の発熱体と接続された第１の開放側可溶導体と、一端が上記第２の回路と接続され他端が上記第２の発熱体と接続された第２の開放側可溶導体とを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の切替回路。
【請求項６】
電流が流れることにより発熱する第１の発熱体と、一端が上記第１の発熱体と接続され、他端が主たる回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記主たる回路と接続され、他端が第１の回路と接続されたスイッチとを備え、上記第１の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、該溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡回路と、
電流が流れることにより発熱する第２の発熱体と、上記第２の発熱体と接続されるとともに一端が第２の回路と接続され、他端が上記主たる回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第２の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放回路とを有し、
上記第１の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第１の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第１のスイッチ素子が接続され、
上記第２の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第２の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第２のスイッチ素子が接続され、
上記第２のスイッチ素子が動作することにより、上記開放回路の上記第２の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第２の回路とが遮断され、
上記第１のスイッチ素子が動作することにより、上記短絡回路の上記第１の発熱体が通電、発熱して上記第１可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第１の回路とが通電される切替回路。
【請求項７】
上記主たる回路は、バッテリスタックを有する電源系回路であり、
上記第１の回路は、上記バッテリスタックの電気を放電させる放電回路であり
上記第２の回路は、上記バッテリスタックの充放電電流回路であり、
上記第２のスイッチを動作させ上記開放回路によって上記電源系回路と上記充放電電流回路を遮断して上記バッテリスタックへの充電を停止し、次いで上記第１のスイッチ素子を動作させ上記短絡回路によって上記電源系回路と上記放電回路を短絡して上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーを放電させる請求項６記載の切替回路。
【請求項８】
上記短絡回路の上記スイッチの他端に、上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が設けられている請求項７記載の切替回路。
【請求項９】
上記放電回路には、上記短絡回路の上記スイッチの他端との間に、上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーをバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が設けられている請求項７記載の切替回路。
【請求項１０】
上記第１のスイッチ素子を動作させ上記短絡回路によって上記第１の回路を短絡し、次いで、上記第２のスイッチ素子を動作させ上記開放回路によって上記第２の回路を遮断する請求項６記載の切替回路。
【請求項１１】
上記第２のスイッチ素子を動作させ上記開放回路によって上記第２の回路を遮断し、次いで、上記第１のスイッチ素子を動作させ上記短絡回路によって上記第１の回路を短絡する請求項６記載の切替回路。
【請求項１２】
上記開放側可溶導体は、一端が上記主たる回路と接続され他端が上記第２の発熱体と接続された第１の開放側可溶導体と、一端が上記第２の回路と接続され他端が上記第２の発熱体と接続された第２の開放側可溶導体とを有する請求項６〜１１のいずれか１項に記載の切替回路。
【請求項１３】
電流が流れることにより発熱する第１の発熱体と、一端が上記第１の発熱体と接続され、他端が第１の回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記第１の回路と接続され、他端が主たる回路と接続されたスイッチとを備え、上記第１の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、該溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡部と、
電流が流れることにより発熱する第２の発熱体と、上記第２の発熱体と接続されるとともに一端が上記スイッチの他端及び上記主たる回路と接続され、他端が第２の回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第２の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放部とを有し、
上記第１の発熱体は、切替信号を受けて上記第１の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第１のスイッチ素子と接続され、
上記第２の発熱体は、切替信号を受けて上記第２の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第２のスイッチ素子と接続され、
上記第２のスイッチ素子が動作することにより、上記開放部の上記第２の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第２の回路とが遮断され、
上記第１のスイッチ素子が動作することにより、上記短絡部の上記第１の発熱体が通電、発熱して上記第１可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第１の回路とが通電される切替回路。
【請求項１４】
上記主たる回路は、バッテリスタックを有する電源系回路であり、
上記第１の回路は、上記バッテリスタックの電気を放電させる放電回路であり
上記第２の回路は、上記バッテリスタックの充放電電流回路であり、
上記第２のスイッチを動作させ上記開放部によって上記電源系回路と上記充放電電流回路とを遮断して上記バッテリスタックへの充電を停止し、次いで上記第１のスイッチ素子を動作させ上記短絡部によって上記電源系回路と上記放電回路を短絡して上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーを放電させる請求項１３記載の切替回路。
【請求項１５】
上記短絡部の上記スイッチの他端に、上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーをバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が設けられている請求項１４記載の切替回路。
【請求項１６】
上記放電回路には、上記短絡部の上記スイッチの他端との間に、上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーをバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が設けられている請求項１４記載の切替回路。
【請求項１７】
上記第１のスイッチ素子を動作させ上記短絡部によって上記第１の回路を短絡し、次いで、上記第２のスイッチ素子を動作させ上記開放部によって上記第２の回路を遮断する請求項１３記載の切替回路。
【請求項１８】
上記第２のスイッチ素子を動作させ上記開放部によって上記第２の回路を遮断し、次いで、上記第１のスイッチ素子を動作させ上記短絡部によって上記第１の回路を短絡する請求項１３記載の切替回路。
【請求項１９】
上記開放側可溶導体は、一端が上記第２の回路と接続され他端が上記第２の発熱体と接続された第１の開放側可溶導体と、一端が上記主たる回路と接続され他端が上記第２の発熱体と接続された第２の開放側可溶導体とを有する請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の切替回路。
【請求項２０】
上記第１の回路が、発光回路、発音回路又は電子信号発生を伴う回路である請求項１，６，１３のいずれか１項に記載の切替回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流経路を切り替える切替回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電して繰り返し利用することのできる二次電池の多くは、バッテリパックに加工されてユーザに提供される。特に重量エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池においては、ユーザ及び電子機器の安全を確保するために、一般的に、過充電保護、過放電保護等のいくつもの保護回路をバッテリパックに内蔵し、所定の場合にバッテリパックの出力を遮断する機能を有している。
【０００３】
この種の保護素子には、バッテリパックに内蔵されたＦＥＴスイッチを用いて出力のＯＮ／ＯＦＦを行うことにより、バッテリパックの過充電保護又は過放電保護動作を行うものがある。しかしながら、何らかの原因でＦＥＴスイッチが短絡破壊した場合、雷サージ等が印加されて瞬間的な大電流が流れた場合、あるいはバッテリセルの寿命によって出力電圧が異常に低下したり、逆に過大な異常電圧を出力した場合であっても、バッテリパックや電子機器は、発火等の事故から保護されなければならない。そこで、このような想定し得るいかなる異常状態においても、バッテリセルの出力を安全に遮断するために、外部からの信号によって電流経路を遮断する機能を有するヒューズ素子からなる保護素子が用いられている。
【０００４】
リチウムイオン二次電池等向けの保護回路の保護素子としては、特許文献１に記載されているように、電流経路上の第１の電極，発熱体引出電極，第２の電極間に亘って可溶導体を接続して電流経路の一部とし、この電流経路上の可溶導体を、過電流による自己発熱、あるいは保護素子内部に設けた発熱体によって溶断するものがある。このような保護素子では、溶融した液体状の可溶導体を発熱体に繋がる導体層上に集めることにより電流経路を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−００３６６５号公報
【特許文献２】特開２００４−１８５９６０号公報
【特許文献３】特開２０１２−００３８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、異常を起こしたリチウムイオン二次電池の充放電電流回路を遮断しても、バッテリセルには、バッテリ容量分の大きなエネルギーが蓄えられたままであり、保護回路に異常が生じた場合等に、当該バッテリセルからの漏れ電流による発熱事故等のリスクが想定される。したがって、バッテリパックの使用を停止した後には、内部のバッテリセルが安全な電圧に降下するまで放電させることが好ましい。
【０００７】
このように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパックにおいては、バッテリセルの電流経路を、正常時における充放電経路から、異常時における放電経路へ確実に切り替える素子が求められる。
【０００８】
そこで、本発明は、正常時において短絡されている電流経路の遮断と、異常時において使用する電流経路の短絡を、所定の順序で行い、電流経路を不可逆的に切り替える切替回路を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明に係る切替回路は、電流が流れることにより発熱する第１の発熱体と、一端が上記第１の発熱体と接続され、他端が主たる回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記主たる回路と接続され、他端が第１の回路と接続されたスイッチとを備え、上記第１の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、該溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡回路と、電流が流れることにより発熱する第２の発熱体と、上記第２の発熱体と接続されるとともに一端が第２の回路と接続され、他端が上記主たる回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第２の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放回路とを有し、上記第２の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第２の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させるスイッチ素子が接続され、上記短絡回路の上記第１の発熱体の開放端と、上記開放回路の上記第２の発熱体と上記開放側可溶導体との接続端とを接続し、上記スイッチ素子が動作することにより上記開放回路の上記第２の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第２の回路とが遮断され、上記開放側可溶導体の溶断により、上記短絡回路の上記第１の発熱体が通電、発熱して上記第１可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第１の回路とが通電されるものである。
【００１０】
また、本発明に係る切替回路は、電流が流れることにより発熱する第１の発熱体と、一端が上記第１の発熱体と接続され、他端が主たる回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記主たる回路と接続され、他端が第１の回路と接続されたスイッチとを備え、上記第１の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、該溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡回路と、電流が流れることにより発熱する第２の発熱体と、上記第２の発熱体と接続されるとともに一端が第２の回路と接続され、他端が上記主たる回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第２の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放回路とを有し、上記第１の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第１の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第１のスイッチ素子が接続され、上記第２の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第２の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第２のスイッチ素子が接続され、上記第２のスイッチ素子が動作することにより、上記開放回路の上記第２の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第２の回路とが遮断され、上記第１のスイッチ素子が動作することにより、上記短絡回路の上記第１の発熱体が通電、発熱して上記第１可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第１の回路とが通電されるものである。
【００１１】
また、本発明に係る切替回路は、電流が流れることにより発熱する第１の発熱体と、一端が上記第１の発熱体と接続され、他端が第１の回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記第１の回路と接続され、他端が主たる回路と接続されたスイッチとを備え、上記第１の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、該溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡部と、電流が流れることにより発熱する第２の発熱体と、上記第２の発熱体と接続されるとともに一端が上記スイッチの他端及び上記主たる回路と接続され、他端が第２の回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第２の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放部とを有し、上記第１の発熱体は、切替信号を受けて上記第１の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第１のスイッチ素子と接続され、上記第２の発熱体は、切替信号を受けて上記第２の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第２のスイッチ素子と接続され、上記第２のスイッチ素子が動作することにより、上記開放部の上記第２の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第２の回路とが遮断され、上記第１のスイッチ素子が動作することにより、上記短絡部の上記第１の発熱体が通電、発熱して上記第１可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第１の回路とが通電されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スイッチ素子を動作させることによって、主たる回路から第２の回路へ至る電流経路を遮断するとともに第１の回路へ至る電流経路が構築され、主たる回路の電流経路を第２の回路から第１の回路へ切り替えることができる。このとき、本発明によれば、電流経路の遮断及び短絡を、第１、開放側可溶導体を溶融させることにより、不可逆的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、切替回路を構成する短絡回路の回路図であり、（Ａ）は短絡前、（Ｂ）は短絡後を示す。
【図２】図２は、切替回路を構成する開放回路の回路図であり、（Ａ）は開放前、（Ｂ）は開放後を示す。
【図３】図３は、第１の切替回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、切替前における第１の切替回路を示す回路図であり、（Ａ）は２つの開放側可溶導体を備えた例、（Ｂ）は１つの開放側可溶導体を備えた例を示す。
【図５】図５は、スイッチ素子によって第２の発熱体が通電された第１の切替回路を示す回路図である。
【図６】図６は、第１の発熱体が通電された第１の切替回路を示す回路図である。
【図７】図７は、切替後における第１の切替回路を示す回路図である。
【図８】図８は、第１の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。
【図９】図９は、第１の切替回路の変形例を示す回路図である。
【図１０】図１０は、変形例に係る第１の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。
【図１１】図１１は、第２の切替回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第２の切替回路を示す回路図であり、（Ａ）は２つの開放側可溶導体を備えた例、（Ｂ）は１つの開放側可溶導体を備えた例を示す。
【図１３】図１３は、第２の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。
【図１４】図１４は、第２の切替回路の変形例を示す回路図である。
【図１５】図１５は、変形例に係る第２の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。
【図１６】図１６は、第３の切替回路を示す回路図であり、（Ａ）は２つの開放側可溶導体を備えた例、（Ｂ）は１つの開放側可溶導体を備えた例を示す。
【図１７】図１７は、第３の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。
【図１８】図１８は、第３の切替回路の変形例を示す回路図である。
【図１９】図１９は、変形例に係る第３の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明が適用された切替回路について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１５】
本発明が適用された切替回路は、可溶導体を溶融させることにより、この溶融導体を介して互いに開放されている電極間が接続される短絡回路又は短絡部と、可溶導体を介して短絡されている電極間が、可溶導体を溶融させることにより遮断される開放回路又は開放部を有する。先ず、短絡回路及び開放回路の動作原理について説明する。
【００１６】
短絡回路１は、図１（Ａ）に示すように、第１の発熱体２と、第１の発熱体２と直列に接続され、第１の発熱体２の発熱により溶融する短絡側可溶導体３と、互いに開放され、短絡側可溶導体３が溶融することにより、この溶融導体を介して短絡するスイッチ４を構成する第１、第２の電極５，６とを備える。第１の電極５は図示しない電源と接続され、第２の電極６は、スイッチ４がオンになると接続される外部回路と接続されている。また、第１の発熱体２は、第１の発熱体電極７を介して、図示しないＦＥＴ等のスイッチ素子と接続され、通電が制御されている。
【００１７】
短絡回路１は、スイッチ素子が動作することにより、第１の電極５及び短絡側可溶導体３を介して第１の発熱体２に給電されると、図１（Ｂ）に示すように、第１の発熱体２の発熱により短絡側可溶導体３が溶断する。すると、短絡回路１は、短絡側可溶導体３の溶融導体が第１、第２の電極５，６間にわたって凝集し、第１、第２の電極５，６間が短絡する。これにより、短絡回路１は、スイッチ４がオンとなり、電源と外部回路とを通電させる。
【００１８】
開放回路１０は、図２（Ａ）に示すように、第２の発熱体１１と、第２の発熱体１１の発熱により溶断する開放側可溶導体１２と、開放側可溶導体１２を介して接続されている第３、第４の電極１３，１４とを備える。第３、第４の電極１３，１４は、電流経路上に設けられ、第２の発熱体１１は、第２の発熱体電極１５を介して、図示しないＦＥＴ等のスイッチ素子と接続され、通電が制御されている。
【００１９】
開放回路１０は、スイッチ素子が動作することにより、第３の電極１３及び開放側可溶導体１２を介して第２の発熱体１１に給電されると、図２（Ｂ）に示すように、第２の発熱体１１の発熱により開放側可溶導体１２が溶断する。これにより、開放回路１０は、電流経路を遮断することができる。
【００２０】
［第１の切替回路］
第１の切替回路３０は、図３に示すように、短絡回路１を構成し、主たる回路となる電源回路２５及び切替後に通電する第１の外部回路２３に接続された短絡素子２１と、開放回路１０を構成し、電源回路２５及び切替前に通電する第２の外部回路２４に接続された開放素子２２とを備える。また、第１の切替回路３０は、切替信号を受けたスイッチ素子２６によって、第２の発熱体１１へ給電される。これにより、第２の発熱体１１が発熱し、第３、第４の電極１３，１４間が遮断された後、第１の発熱体２が発熱し、第１、第２の電極５，６間が短絡される。これにより、第１の切替回路３０は、電源回路２５の電流経路を第２外部回路２４から第１の外部回路２３へ切り替えることができる。
【００２１】
具体的に、第１の切替回路３０は、図４に示す回路構成を有する。短絡回路１は、電流が流れることにより発熱する第１の発熱体２と、一端が第１の発熱体２と接続され、他端が電源回路２５と接続された短絡側可溶導体３と、一端が短絡側可溶導体３と接続されるとともに電源回路２５と接続され、他端が第１の外部回路２３と接続されたスイッチ４とを備える。
【００２２】
スイッチ４は、第１の電極５を介して電源回路２５と接続され、第２の電極６を介して第１の外部回路２３と接続されている。また、第１の発熱体２は、第１の発熱体電極７を介して開放回路１０の接続端電極１６と接続されている。
【００２３】
また、開放回路１０は、電流が流れることにより発熱する第２の発熱体１１と、第２の発熱体１１と接続されるとともに一端が電源回路２５と接続され、他端が第２の外部回路２４と接続された開放側可溶導体１２とを備える。図４（Ａ）に示す第１の切替回路３０において、開放側可溶導体１２は、一端を第３の電極１３を介して電源回路２５と接続され他端を第２の発熱体１１と接続されている第１の開放側可溶導体１２ａと、一端を第４の電極１４を介して第２の外部回路２４と接続され他端を第２の発熱体１１と接続されている第２の開放側可溶導体１２ｂとを有する。
【００２４】
なお、開放回路１０は、図４（Ｂ）に示すように、第１の開放側可溶導体１２ａのみで構成してもよい。この場合、第１の開放側可溶導体１２ａは、一端が第３の電極１３を介して電源回路２５と接続され、他端が第２の発熱体１１と、第４の電極１４を介して第２の外部回路２４とに接続される。
【００２５】
また、第１の切替回路３０は、第２の発熱体１１の一端には、第２の発熱体電極１５を介して、切替信号を受けて第２の発熱体１１に電源回路２５から電流を通電させるスイッチ素子２６が接続されている。また、第１の切替回路３０は、短絡回路１の第１の発熱体電極７と、開放回路１０の第２の発熱体１１と開放側可溶導体１２が接続された接続端電極１６とが接続されている。
【００２６】
スイッチ素子２６は、たとえば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）により構成され、ゲート電圧を制御することによって、第２の発熱体１１への電流経路の導通と遮断とを制御する。
【００２７】
［第１の切替回路の動作］
このような構成を有する第１の切替回路３０は、初期状態においては、図４に示すように、電源回路２５から開放回路１０を介して第２の外部回路２４に至る電流経路となる。このとき、第１の切替回路３０は、スイッチ素子２６によって第２の発熱体１１への給電は規制され、また、第１の発熱体２の両端はほぼ同電位であり短絡回路１へは電流がほとんど流れない。
【００２８】
電源回路２５の電流経路を第２の外部回路２４から第１の外部回路２３へ切り替える必要が生じると、スイッチ素子２６に切替信号が出力される。スイッチ素子２６は、切替信号を受けると、第２の発熱体１１に給電するように、電流を制御する。これにより、第１の切替回路３０は、図５に示すように、開放回路１０の第２の発熱体１１が通電、発熱し、開放側可溶導体１２が溶断する。したがって、電源回路２５から第２の外部回路２４へ至る電流経路が遮断される。
【００２９】
すると、図６に示すように、電源回路２５からの電流が第１の電極５を介して短絡回路１側に流入し、短絡側可溶導体３、第１の発熱体２、及び第１の発熱体電極７を介して開放回路１０及びスイッチ素子２６側へ流れる。これにより、第１の切替回路３０は、短絡回路１の第１の発熱体２が通電、発熱し、図７に示すように、短絡側可溶導体３が溶断するとともに、この溶融導体により第１、第２の電極５，６間が短絡、すなわちスイッチ４がオンとなり、電源回路２５から第１の外部回路２３へ至る電流経路が構築される。
【００３０】
なお、第２の発熱体１１は、開放側可溶導体１２と短絡側可溶導体３の両方が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。また第１の発熱体２は、短絡側可溶導体３が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。
【００３１】
このように、第１の切替回路３０によれば、スイッチ素子２６を動作させることによって、第３、第４の電極１３，１４を経て第２の外部回路２４へ至る電流経路を遮断するとともに、電源回路２５から、第１の電極５、スイッチ４、第２の電極６を経て第１の外部回路２３へ至る電流経路が構築され、電源回路２５の電流経路を第２の外部回路２４から第１の外部回路２３へ切り替えることができる。
【００３２】
また、第１の切替回路３０によれば、第３、第４の電極１３，１４間の遮断、及び第１、第２の電極５，６間の短絡を、開放側可溶導体１２、短絡側可溶導体３を溶融させることにより不可逆的に行う。したがって、ソフトウェア等により電子的に切り替える場合に比べて、誤動作による切替不良の改善を図ることができ、またクラッキング等による不正な切替に対する脆弱性を改善することができる。
【００３３】
［第１の切替回路の実装例］
このような第１の切替回路３０は、図８に示すように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパック４０内の回路に組み込まれて用いられる。バッテリパック４０は、例えば、合計４個のリチウムイオン二次電池のバッテリセル４１〜４４からなるバッテリスタック４５を有する。
【００３４】
バッテリパック４０は、バッテリスタック４５と、バッテリスタック４５の充放電を制御する充放電制御回路５０と、バッテリスタック４５の異常時に充電を遮断するとともにバッテリスタック４５内の電気エネルギーを放熱させる本発明が適用された第１の切替回路３０を構成する短絡素子２１及び開放素子２２と、各バッテリセル４１〜４４の電圧を検出する検出回路４６と、検出回路４６の検出結果に応じて第１の切替回路３０の動作を制御するスイッチ素子２６とを備える。
【００３５】
バッテリスタック４５は、過充電及び過放電状態から保護するための制御を要するバッテリセル４１〜４４が直列接続されたものであり、バッテリパック４０の正極端子４０ａ、負極端子４０ｂを介して、着脱可能に充電回路５５に接続され、充電回路５５からの充電電圧が印加される。充電回路５５により充電されたバッテリパック４０は、正極端子４０ａ、負極端子４０ｂをバッテリで動作する電子機器に接続することによって、この電子機器を動作させることができる。
【００３６】
充放電制御回路５０は、バッテリスタック４５から充電回路５５に流れる電流経路に直列接続された２つの電流制御素子５１、５２の動作を制御する。電流制御素子５１、５２は、たとえば電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと呼ぶ。）により構成され、充放電制御回路５０によりゲート電圧を制御することによって、バッテリスタック４５の電流経路の導通と遮断とを制御する。充放電制御回路５０は、充電回路５５から電力供給を受けて動作し、検出回路４６による検出結果に応じて、バッテリスタック４５が過放電又は過充電であるとき、電流経路を遮断するように、電流制御素子５１、５２の動作を制御する。
【００３７】
短絡素子２１は、バッテリスタック４５と並列に接続されるとともに、バッテリスタック４５に蓄積された電気エネルギーをバッテリセル４１〜４４の上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗３１と直列に接続されている。これにより、第１の切替回路３０は、短絡素子２１及び保護抵抗３１が設けられた放電回路３２を構成する。
【００３８】
開放素子２２は、バッテリスタック４５と充電回路５５との間の充放電電流回路３３上に接続され、その動作がスイッチ素子２６によって制御される。
【００３９】
検出回路４６は、各バッテリセル４１〜４４と接続され、各バッテリセル４１〜４４の電圧値を検出して、各電圧値を充放電制御回路５０に供給する。また、検出回路４６は、いずれか１つのバッテリセル４１〜４４が過充電電圧になったときにスイッチ素子２６を制御する制御信号を出力する。
【００４０】
スイッチ素子２６は、たとえばＦＥＴにより構成され、検出回路４６から出力される検出信号によって、バッテリセル４１〜４４の電圧値が所定の過充電状態を超える電圧になったとき、第１の切替回路３０を動作させて、バッテリスタック４５の充放電電流回路３３を電流制御素子５１、５２のスイッチ動作によらず遮断するとともに、バッテリスタック４５の電流経路を、開放素子２２を介した充放電電流回路３３から、短絡素子２１を介した放電経路３２に切り替えるように制御する。
【００４１】
具体的に、バッテリパック４０は、検出回路４６によってバッテリセル４１〜４４のいずれかに異常電圧が検出された場合、スイッチ素子２６に切替信号を出力する。スイッチ素子２６は、開放素子２２の第２の発熱体１１へ通電するように、バッテリスタック４５の電流を制御する。これにより、第１の切替回路３０は、開放側可溶導体１２が溶断し、バッテリスタック４５の充放電電流経路３３を遮断する。さらに、第１の切替回路３０は、第１の発熱体２が通電され、短絡側可溶導体２が溶断することにより、第１、第２の電極５，６が短絡し、バッテリスタック４５の電流経路を保護抵抗３１が設けられた放電回路３２側に切り替える。
【００４２】
このように、第１の切替回路３０が組み込まれたバッテリパック４０は、異常を起こしたバッテリスタック４５の充放電電流回路３３を遮断するとともに、バッテリ容量分の大きな電気エネルギーが蓄えられたバッテリスタック４５の電流経路を、保護抵抗３１が設けられた放電回路３２に切り替える。したがって、バッテリパック４０は、使用を停止した後に、内部のバッテリセル４１〜４４が安全な電圧に降下するまで放電させることができる。
【００４３】
［保護素子内蔵］
なお、第１の切替回路３０は、図８に示すように、放電回路３２上に保護抵抗３１を設ける他、図９に示すように、短絡回路１に保護抵抗３１を内蔵してもよい。この場合、図１０に示すように、バッテリパック４０の放電回路３２には保護抵抗３２を設ける必要がない。
【００４４】
［第２の切替回路］
次いで、第２の切替回路６０について説明する。なお、以下の説明において、上述した第１の切替回路３０と同じ構成については同一の符号を付してその詳細を省略する。第２の切替回路６０は、図１１に示すように、短絡回路１を構成し、電源回路２５及び切替後に通電する第１の外部回路２３に接続された短絡素子２１と、開放回路１０を構成し、電源回路２５及び切替前に通電する第２の外部回路２４に接続された開放素子２２とを備える。
【００４５】
第２の切替回路６０においては、短絡素子２１が第１のスイッチ素子６１と接続され、開放素子２２が第２のスイッチ素子６２と接続されている。短絡素子２１は、切替信号を受けた第１のスイッチ素子６１によって、第１の発熱体２へ給電される。また、開放素子２２は、切替信号を受けた第２のスイッチ素子６２によって、第２の発熱体１１へ給電される。したがって、第２の切替回路６０によれば、第１、第２のスイッチ素子６１，６２への切替信号の出力順序に応じて、短絡素子２１による短絡と開放素子２２による開放の順序を変えることができる。
【００４６】
具体的に、第２の切替回路６０は、図１２に示す回路構成を有する。短絡回路１は、第１の発熱体２と、短絡側可溶導体３と、スイッチ４とを備え、第１の発熱体２の発熱した熱により短絡側可溶導体３を溶断させ、溶融導体によってスイッチ４を短絡させる。第２の切替回路６０において、短絡回路１は、第１の発熱体２が第１の発熱体電極７を介して第１のスイッチ素子６１と接続されている他は、第１の切替回路３０と同じ構成である。
【００４７】
また、開放回路１０は、第２の発熱体１１と、開放側可溶導体１２とを備え、第２の発熱体１１の発熱した熱により開放側可溶導体１２を溶断させる。第２の切替回路６０において、開放回路１０は、第２の発熱体１１が、第２の発熱体電極１５を介して第２のスイッチ素子６２と接続されている他は、第１の切替回路３０と同じ構成である。
【００４８】
なお、図１２（Ａ）に示す第２の切替回路６０において、開放側可溶導体１２は、一端を第３の電極１３を介して電源回路２５と接続され他端を第２の発熱体１１と接続されている第１の開放側可溶導体１２ａと、一端を第４の電極１４を介して第２の外部回路２４と接続され他端を第２の発熱体１１と接続されている第２の開放側可溶導体１２ｂとを有する。
【００４９】
また、切替回路６０においても、開放回路１０は、図１２（Ｂ）に示すように、第１の開放側可溶導体１２ａのみで構成してもよい。この場合、第１の開放側可溶導体１２ａは、一端が第３の電極１３を介して電源回路２５と接続され、他端が第２の発熱体１１及び第４の電極１４を介して第２の外部回路２４と接続される。
【００５０】
［第２の切替回路の動作］
このような構成を有する第２の切替回路６０は、初期状態においては、図１２に示すように、電源回路２５から開放回路１０を介して第２の外部回路２４に至る電流経路を構成する。このとき、短絡回路１は、第１のスイッチ素子６１によって第１の発熱体２への給電が規制され、スイッチ４はオフとされている。また、開放回路１０は、第２のスイッチ素子６２によって第２の発熱体１１への給電が規制されている。
【００５１】
電源回路２５の電流経路を第２の外部回路２４から第１の外部回路２３へ切り替える必要が生じると、先ず第２のスイッチ素子６２に切替信号が出力される。第２のスイッチ素子６２は、切替信号を受けると、第２の発熱体１１に給電するように、電流を制御する。これにより、第２の切替回路６０は、開放回路１０の第２の発熱体１１が通電、発熱し、開放側可溶導体１２が溶断する。したがって、電源回路２５から第２の外部回路２４へ至る電流経路が遮断される。
【００５２】
次いで、第２の切替回路６０は、第１のスイッチ素子６１に切替信号が出力される。第１のスイッチ素子６１は、切替信号を受けると、第１の発熱体２に給電するように、電流を制御する。これにより、第２の切替回路６０は、短絡回路１の第１の発熱体２が通電、発熱し、短絡側可溶導体３が溶断するとともに、この溶融導体により第１、第２の電極５，６間が短絡、すなわちスイッチ４がオンとなり、電源回路２５から第１の外部回路２３へ至る電流経路が構築される。
【００５３】
また、第２の切替回路６０は、電源回路２５の電流経路を第２の外部回路２４から第１の外部回路２３へ切り替える必要が生じたとき、先ず第１のスイッチ素子６１に切替信号を出力し、電源回路２５から第１の外部回路２３に至る電流経路を構築した後に、第２のスイッチ素子６２に切替信号を出力し、第２の外部回路２４へ至る電流経路を遮断するようにしてもよい。これにより、電源回路２５の電力が途切れることなく、第２の外部回路２４から第１の外部回路２３へと電流経路を切り替えることができる。
【００５４】
なお、第２の発熱体１１は、開放側可溶導体１２が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。また第１の発熱体２は、短絡側可溶導体３が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。
【００５５】
このように、第２の切替回路６０によれば、第１、第２のスイッチ素子６１，６２を動作させることによって、第３、第４の電極１３，１４を経て第１の外部回路２４へ至る電流経路を遮断するとともに、電源回路２５から、第１の電極５、スイッチ４、第２の電極６を経て第１の外部回路２３へ至る電流経路が構築され、電源回路２５の電流経路を第２の外部回路２４から第１の外部回路２３へ切り替えることができる。
【００５６】
このとき、第２の切替回路６０においても、第３、第４の電極１３，１４間の遮断、及び第１、第２の電極５，６間の短絡を、短絡側可溶導体３、開放側可溶導体１２を溶融させることにより不可逆的に行う。したがって、ソフトウェア等により電子的に切り替える場合に比べて、誤動作による切替不良の改善を図ることができ、またクラッキング等による不正な切替に対する脆弱性を改善することができる。
【００５７】
また、第２の切替回路６０によれば、第１、第２のスイッチ素子６１，６２への切替信号の出力順序に応じて、短絡素子２１による短絡と開放素子２２による開放の順序を変えることができる。
【００５８】
［第２の切替回路の実装例］
このような第２の切替回路６０は、図１３に示すように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパック４０内の回路に組み込まれて用いられる。この場合、検出回路４６から第２のスイッチ素子６２、及び第１のスイッチ素子６１へ、順次、切替信号が出力されることにより、先ず、開放素子２２による充放電電流回路３３の遮断が行われ、次いで、短絡素子２１による放電回路３２の短絡が行われる。
【００５９】
すなわち、バッテリパック４０は、検出回路４６によってバッテリセル４１〜４４のいずれかに異常電圧が検出された場合、先ず第２のスイッチ素子６２に切替信号を出力する。第２のスイッチ素子６２は、開放素子２２の第２の発熱体１１へ通電するように、バッテリスタック４５の電流を制御する。これにより、第２の切替回路６０は、開放側可溶導体１２が溶断し、バッテリスタック４５の充放電電流経路３３を遮断する。充放電電流経路３３の遮断が検知されると、次いで、検出回路４６は、第１のスイッチ素子６１に切替信号を出力する。第１のスイッチ素子６１は、短絡素子２１の第１の発熱体２へ通電するように、バッテリスタック４５の電流を制御する。これにより、第１の発熱体２が通電され、短絡側可溶導体２が溶断することにより、第１、第２の電極５，６が短絡し、バッテリスタック４５の電流経路を保護抵抗３１が設けられた放電回路３２側に切り替える。
【００６０】
このように、第２の切替回路６０が組み込まれたバッテリパック４０は、異常を起こしたバッテリスタック４５の充放電電流回路３３を遮断するとともに、バッテリ容量分の大きな電気エネルギーが蓄えられたバッテリスタック４５の電流経路を、保護抵抗が設けられた放電回路３２に切り替える。したがって、バッテリパック４０は、使用を停止した後に、内部のバッテリセルが安全な電圧に降下するまで放電させることができる。
【００６１】
［保護素子内蔵］
なお、第２の切替回路６０においても、図１３に示すように、放電回路３２上に保護抵抗３１を設ける他、図１４に示すように、短絡回路１に保護抵抗３１を内蔵してもよい。この場合、図１５に示すように、バッテリパック４０の放電回路３２には保護抵抗３２を設ける必要がない。
【００６２】
［第３の切替回路］
次いで、第３の切替回路７０について説明する。第３の切替回路７０は、図１６に示すように、上述した短絡回路１と同機能を有する短絡部７１と、上述した開放回路１０と同機能を有する開放部７２とが一体に形成されている。
【００６３】
短絡部７１は、第１の発熱体２と、一端が第１の発熱体２と接続され、他端が第１の外部回路２３と接続された短絡側可溶導体３と、一端が短絡側可溶導体３と接続されるとともに第１の外部回路２３と接続され、他端が電源回路２５と接続されたスイッチ４とを備える。
【００６４】
開放部７２は、第２の発熱体１１と、第２の発熱体１１と接続されるとともに一端がスイッチ４の他端及び電源回路２５と接続され、他端が第２の外部回路２４と接続された開放側可溶導体１２とを備える。
【００６５】
短絡部７１は、第１の発熱体２が、第１の発熱体電極７を介して第１のスイッチ素子６１と接続される。また、短絡部７１は、スイッチ４が、第１の電極５を介して第１の外部回路２３と接続され、第２の電極６を介して電源回路２５と接続されている。なお、第２の電極６は、開放部７２に設けられた開放側可溶導体１２の一端側とも接続されている。
【００６６】
開放部７２は、第２の発熱体１１が、第２の発熱体電極１５を介して第２のスイッチ素子６２と接続される。また、開放部７２は、開放側可溶導体１２が、第４の電極１４を介して第２の外部回路２４と接続され、第２の電極６を介して電源回路２５と接続されている。図１６（Ａ）に示す第３の切替回路７０において、開放側可溶導体１２は、一端を第４の電極１４を介して第２の外部回路２４と接続され他端を第２の発熱体１１と接続されている第１の開放側可溶導体１２ａと、一端を第２の電極６を介して電源回路２５と接続され他端を第２の発熱体１１と接続されている第２の開放側可溶導体１２ｂとを有する。
【００６７】
なお、開放部７２は、図１６（Ｂ）に示すように、第１の開放側可溶導体１２ａのみで構成してもよい。この場合、第１の開放側可溶導体１２ａは、一端が第２の電極６を介して電源回路２５と接続され、他端が第２の発熱体１１と、第４の電極１４を介して第２の外部回路２４とに接続される。
【００６８】
［第３の切替回路の動作］
このような構成を有する第３の切替回路７０は、初期状態においては、図１６に示すように、電源回路２５から開放部７２を介して第２の外部回路２４に至る電流経路を構成する。
このとき、短絡部７１は、第１のスイッチ素子６１によって第１の発熱体２への給電が規制され、スイッチ４はオフとされている。また、開放部７２は、第２のスイッチ素子６２によって第２の発熱体１１への給電が規制されている。
【００６９】
電源回路２５の電流経路を第２の外部回路２４から第１の外部回路２３へ切り替える必要が生じると、先ず第２のスイッチ素子６２に切替信号が出力される。第２のスイッチ素子６２は、切替信号を受けると、第２の発熱体１１に給電するように、電流を制御する。これにより、第３の切替回路７０は、開放部７２の第２の発熱体１１が通電、発熱し、開放側可溶導体１２が溶断する。したがって、電源回路２５から第２の外部回路２４へ至る電流経路が遮断される。
【００７０】
次いで、第３の切替回路７０は、第１のスイッチ素子６１に切替信号が出力される。第１のスイッチ素子６１は、切替信号を受けると、第１の発熱体２に給電するように、電流を制御する。これにより、第３の切替回路７０は、短絡部７１の第１の発熱体２が通電、発熱し、短絡側可溶導体３が溶断するとともに、この溶融導体により第１、第２の電極５，６間が短絡、すなわちスイッチ４がオンとなり、電源回路２５から第１の外部回路２３へ至る電流経路が構築される。
【００７１】
また、第３の切替回路７０は、電源回路２５の電流経路を第２の外部回路２４から第１の外部回路２３へ切り替える必要が生じたとき、先ず第１のスイッチ素子６１に切替信号を出力し、電源回路２５から第１の外部回路２３に至る電流経路を構築した後に、第２のスイッチ素子６２に切替信号を出力し、第２の外部回路２４へ至る電流経路を遮断するようにしてもよい。これにより、電源回路２５の電力が途切れることなく、第２の外部回路２４から第１の外部回路２３へと電流経路を切り替えることができる。
【００７２】
なお、第２の発熱体１１は、開放側可溶導体１２が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。また第１の発熱体２は、短絡側可溶導体３が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。
【００７３】
このように、第３の切替回路７０によれば、第１、第２のスイッチ素子６１，６２を動作させることによって、第２、第４の電極６，１４を経て第１の外部回路２４へ至る電流経路を遮断するとともに、電源回路２５から、第２の電極６、スイッチ４、第１の電極５を経て第１の外部回路２３へ至る電流経路が構築され、電源回路２５の電流経路を第２の外部回路２４から第１の外部回路２３へ切り替えることができる。
【００７４】
このとき、第３の切替回路７０においても、第２、第４の電極６，１４間の遮断、及び第１、第２の電極５，６間の短絡を、短絡側可溶導体３、開放側可溶導体１２を溶融させることにより不可逆的に行う。したがって、ソフトウェア等により電子的に切り替える場合に比べて、誤動作による切替不良の改善を図ることができ、またクラッキング等による不正な切替に対する脆弱性を改善することができる。
【００７５】
また、第３の切替回路７０によれば、第１、第２のスイッチ素子６１，６２への切替信号の出力順序に応じて、短絡素子２１による短絡と開放素子２２による開放の順序を変えることができる。
【００７６】
［第３の切替回路の実装例］
このような第３の切替回路７０は、図１７に示すように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパック４０内の回路に組み込まれて用いられる。この場合、第１のスイッチ素子６１は、切替回路７０の第１の発熱体電極７とバッテリスタック４５の＋側端子との間を接続している。また、第２のスイッチ素子６２は、切替回路７０の第２の発熱体電極１５とバッテリスタック４５の−側端子との間を接続している。また、切替回路７０は、バッテリスタック４５の−側端子と接続される第１の電極５は−電位とされ、バッテリスタック４５の＋側端子と接続される第２の電極６は＋電位とされ、第１のスイッチ素子６１と接続される第１の発熱体電極７は＋電位とされる。また、切替回路７０は、充放電電流回路３３と接続される第４の電極１４は＋電位とされ、第２のスイッチ素子６２と接続される第２の発熱体電極１５は−電位とされる。
【００７７】
バッテリパック４０は、バッテリセル４１〜４４のいずれかに電圧異常が検出されると、検出回路４６から第２のスイッチ素子６２、及び第１のスイッチ素子６１へ、順次、切替信号が出力されることにより、先ず、開放部７２による充放電電流回路３３の遮断が行われ、次いで、短絡部７１による放電回路３２の短絡が行われる。
【００７８】
すなわち、バッテリパック４０は、検出回路４６によってバッテリセル４１〜４４のいずれかに異常電圧が検出された場合、先ず第２のスイッチ素子６２に切替信号を出力する。第２のスイッチ素子６２は、開放部７２の第２の発熱体１１へ通電するように、バッテリスタック４５の電流を制御する。これにより、第３の切替回路７０は、開放側可溶導体１２が溶断し、バッテリスタック４５の充放電電流経路３３を遮断する。充放電電流経路３３の遮断が検知されると、次いで、検出回路４６は、第１のスイッチ素子６１に切替信号を出力する。第１のスイッチ素子６１は、短絡部７１の第１の発熱体２へ通電するように、バッテリスタック４５の電流を制御する。これにより、第１の発熱体２が通電され、短絡側可溶導体２が溶断することにより、第１、第２の電極５，６が短絡し、バッテリスタック４５の電流経路を保護抵抗３１が設けられた放電回路３２側に切り替える。
【００７９】
このように、第３の切替回路７０が組み込まれたバッテリパック４０は、異常を起こしたバッテリスタック４５の充放電電流回路３３を遮断するとともに、バッテリ容量分の大きな電気エネルギーが蓄えられたバッテリスタック４５の電流経路を、保護抵抗が設けられた放電回路３２に切り替える。したがって、バッテリパック４０は、使用を停止した後に、内部のバッテリセルが安全な電圧に降下するまで放電させることができる。
【００８０】
［保護素子内蔵］
なお、第３の切替回路７０においても、図１７に示すように、放電回路３２上に保護抵抗３１を設ける他、図１８に示すように、短絡部７１に保護抵抗３１を内蔵してもよい。この場合、図１９に示すように、バッテリパック４０の放電回路３２には保護抵抗３２を設ける必要がない。
【００８１】
［産業上の利用可能性］
本発明によれば、第１の外部回路２３を、発光回路、発音回路、電気信号発生を伴う回路等とすることで、開放回路１０あるいは開放部７２が動作した状態を外部にアラームとして知らしめる警報機能付き開放回路に応用することもできる。
【００８２】
また、本発明によれば、各種デバイスやソフトウェアのアクティベーション用の回路としても応用することができる。例えば、第１の外部回路２３を各種デバイスやソフトウェアの機能回路とし、第２の外部回路２４を当該機能の一部が制限された回路として構成し、初期設定では、機能が制限された第２の外部回路２４が接続されている。ユーザがライセンス契約手続きを行い、当該デバイスのアクティベーションを行う場合、デバイスの機能回路である第１の外部回路２３に切り替えられる。
【００８３】
また、本発明によれば、データベースの情報を保護する情報セキュリティ回路として応用することができる。例えば、第２の外部回路２４をデータベースと接続された機能回路とし、第１の外部回路２３を当該データベースから切り離された回路として構成し、初期設定では、第２の外部回路２４を介してデータベースにアクセス可能とされている。ハッキングやクラッキングを検知した場合、データベース内の情報を保護するために、データベースと切り離された第１の外部回路２３に切り替えられる。
【００８４】
本発明では、機能回路への切り替えを短絡側可溶導体３及び開放側可溶導体１２の溶断によりを行うことから、物理的、不可逆的に機能の切り替えを制御することができる。したがって、ソフトウェアによって電子的に回路を切り替える場合と異なり、誤動作による切替不良に対する改善を図り、あるいはハッキング、クラッキング等による不正な切り替えに対する脆弱性を改善することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  短絡回路、２  第１の発熱体、３  短絡側可溶導体、４  スイッチ、５  第１の電極、６  第２の電極、７  第１の発熱体電極、１０  開放回路、１１  第２の発熱体、１２  開放側可溶導体、１３  第３の電極、１４  第４の電極、１５  第２の発熱体電極、１６  接続端電極、２１  短絡素子、２２  開放素子、２３  第１の外部回路、２４  第２の外部回路、２５  電源回路、２６  スイッチ素子、３０  第１の切替回路、３１  保護抵抗、３２  放電回路、３３  充放電電流回路、４０  バッテリパック、４１〜４４  バッテリセル、４５  バッテリスタック、４６  検出回路、５０  充放電制御回路、５１  電流制御素子、５２  電流制御素子、５５  充電回路、６０  第２の切替回路、６１  第１のスイッチ素子、６２  第２のスイッチ素子、７０  第３の切替回路、７１  短絡部、７２  開放部
【図１】
2015056960.tif 000003
【図２】
2015056960.tif 000004
【図３】
2015056960.tif 000005
【図４】
2015056960.tif 000006
【図５】
2015056960.tif 000007
【図６】
2015056960.tif 000008
【図７】
2015056960.tif 000009
【図８】
2015056960.tif 000010
【図９】
2015056960.tif 000011
【図１０】
2015056960.tif 000012
【図１１】
2015056960.tif 000013
【図１２】
2015056960.tif 000014
【図１３】
2015056960.tif 000015
【図１４】
2015056960.tif 000016
【図１５】
2015056960.tif 000017
【図１６】
2015056960.tif 000018
【図１７】
2015056960.tif 000019
【図１８】
2015056960.tif 000020
【図１９】
2015056960.tif 000021