過充電保護裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施方式涉及過充電保護裝置。
【背景技術】
[0002]在切斷蓄電池與主電路之間的連接的切斷元件中使用半導體元件的蓄電池裝置中,在由于切斷元件的某種故障而無法切斷蓄電池與主電路之間的連接的情況下,使用被稱作熔斷電阻器的帶加熱器的熔斷器,對加熱器通電而使熔斷器熔斷,由此能夠切斷蓄電池與主電路之間的連接。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2012 —182885號公報
【發明內容】
[0006]發明所要解決的課題
[0007]然而,在具備大型蓄電池的蓄電池裝置中,由于不存在通過加熱器能夠熔斷的熔斷器,因此為了使熔斷器熔斷,需要采用使蓄電池強制性短路來將熔斷器熔斷的結構。
[0008]用于解決課題的手段
[0009]實施方式的過充電保護裝置具備開關部和控制部。開關部將串聯連接的多個開關元件與熔斷器以及蓄電池并聯連接,該熔斷器連接于蓄電池與對該蓄電池充電的充電部之間。控制部檢測蓄電池的輸出電壓,并且,在該檢測到的輸出電壓超過規定的過充電檢測用電壓的情況下,使多個開關元件接通而使蓄電池的正極端子與負極端子之間短路。
【附圖說明】
[0010]圖1是示出第一實施方式所涉及的蓄電池裝置的結構的圖。
[0011]圖2是示出第一實施方式所涉及的蓄電池裝置所具備的過充電保護裝置的具體結構的圖。
[0012]圖3是示出基于第一實施方式所涉及的過充電保護裝置的過充電保護用FET的故障檢測處理的流程的流程圖。
[0013]圖4是示出第二實施方式所涉及的蓄電池裝置所具備的過充電保護裝置的具體結構的圖。
[0014]圖5是示出第三實施方式所涉及的過充電保護裝置所具備的布線基板的一個例子的圖。
[0015]圖6是示出變形例所涉及的蓄電池裝置的結構的圖。
【具體實施方式】
[0016]以下,使用添付的附圖,對應用了本實施方式所涉及的過充電保護裝置的蓄電池裝置進行說明。
[0017](第一實施方式)
[0018]圖1是示出第一實施方式所涉及的蓄電池裝置的結構的圖。如圖1所示,本實施方式所涉及的蓄電池裝置I具備電池模塊101、分流電阻103、充電控制FET(Field EffectTransistor) 104、放電控制FET105、熔斷器F、正極主電路端子TP、負極主電路端子TM、過充電保護裝置100、以及電源電路120。蓄電池裝置I與對電池模塊1I進行充放電的蓄電池利用裝置117(充電部的一個例子)連接。具體地說,正極主電路端子TP與蓄電池利用裝置117的正側端子(正側主電路)連接。而且,負極主電路端子TM與蓄電池利用裝置117的負側端子(負側主電路)連接。而且,蓄電池利用裝置117經由通信線115與后述的電池管理裝置107連接。
[0019]電源電路120將來自電池模塊101或者蓄電池利用裝置117的電力向蓄電池裝置I
整體供給。
[0020]電池模塊101 (蓄電池的一個例子)為,多個單體電池1la(例如,鋰離子電池或鉛蓄電池等二次電池)串聯連接。而且,電池模塊1I向經由后述的正極主電路端子TP以及負極主電路端子TM連接的蓄電池利用裝置117供給電力。
[0021]正極主電路端子TP是連接于電池模塊1I的高電位側、用于從電池模塊1I向蓄電池利用裝置117供給電力的端子。負極主電路端子TM是連接于電池模塊101的低電位側、用于從電池模塊101向蓄電池利用裝置117供給電力的端子。
[0022]熔斷器F連接在電池模塊101與蓄電池利用裝置117之間。在本實施方式中,熔斷器F連接于電池模塊1I的高電位側。而且,在從電池模塊1I向蓄電池利用裝置117流過過電流的情況下、在電池模塊101中產生了過充電狀態的情況下,熔斷器F將電池模塊1I與蓄電池利用裝置117之間的連接切斷。
[0023 ]分流電阻103用于檢測在電池模塊1I中流動的電流的電流量。在本實施方式中,分流電阻103連接于電池模塊1I的低電位側。
[0024]充電控制FET104由NM0S(Negativechannel Metal Oxide Semiconductor) —FET構成,連接在電池模塊1I與蓄電池利用裝置117之間。而且,在本實施方式中,在充電控制FET104上并聯連接有在將電力從電池模塊101向蓄電池利用裝置117供給時流過電流的未圖示的整流用二極管。
[0025]放電控制FET105由NMOS—FET構成,連接在電池模塊101與蓄電池利用裝置117之間。而且,在本實施方式中,在放電控制FET105上并聯連接有在利用從蓄電池利用裝置117供給的電力對電池模塊1I充電時流過電流的未圖示的整流用二極管。
[0026]在本實施方式中,充電控制FET104以及放電控制FET105由NMOS—FET構成,但也能夠由PM0S(Positive channel Metal Oxide Semiconductor) —FET或IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistors)構成。而且,作為充電控制FET104以及放電控制FET105也能夠使用雙極晶體管。在作為充電控制FET104以及放電控制FET105而使用雙極晶體管的情況下,由于在雙極晶體管的基極中流過電流,從而需要設置控制該雙極晶體管的接通以及斷開的電流控制電路。
[0027]過充電保護裝置100是在電池模塊101的充電時對從蓄電池利用裝置117向電池模塊101流動的電流進行切斷的裝置。在本實施方式中,過充電保護裝置100具備布線基板HR、開關部102、電池管理電路107以及高側(高電位側)驅動電路109。
[0028]開關部102將串聯連接的兩個過充電保護用FET106、108(多個開關元件的一個例子)與電池模塊101以及熔斷器F并聯連接。在本實施方式中,過充電保護用FET106、108由NMOS—FET構成,但也不限于此,例如,也可以使用PMOS—FET或IGBT。而且,作為過充電保護用FET106、108,也能夠使用雙極晶體管。在作為過充電保護用FET106、108而使用雙極晶體管的情況下,由于在雙極晶體管的基極中流過電流,從而需要設置控制該雙極晶體管的接通以及斷開的電流控制電路。而且,在本實施方式中,開關部102具有兩個過充電保護用FET106、108,但只要具有串聯連接的多個開關元件即可,例如也可以具有串聯連接的三個以上的開關元件。
[0029]布線基板HR具有由與開關部102所具有的過充電保護用FET106、108串聯連接的布線圖案形成的電流限制電阻。在本實施方式中,由布線基板HR所具有的布線圖案構成電流限制電阻,但并不限定于此,也可以將電阻元件用作電流限制電阻。
[0030]高側驅動電路109根據經由端子Tl(參照圖2)而由控制電源G施加的電源電壓Vl以及從后述的電池管理電路107輸入的高側FET驅動信號,來控制兩個過充電保護用FET106、108中的連接于電池模塊1I的高電位側的過充電保護用FET106。
[0031]電池管理電路107經由通信線115與控制蓄電池裝置I整體的蓄電池利用裝置117連接,在電池模塊1I的充放電、電池模塊1I的充電時對在電池模塊1I中流動的電流的切斷等進行控制。具體地說,電池管理電路107經由連接于電池模塊101所具有的多個單體電池1la各自的低電位側以及高電位側的電壓檢測線114,檢測該多個單體電池1la各自的輸出電壓(以下,稱作單體電池電壓)。而且,電池管理電路107根據所檢測到的單體電池電壓來控制電池模塊1I的充電以及放電。
[0032 ]而且,電池管理電路107為,當從蓄電池利用裝置117接收到指示從電池模塊1I向該蓄電池利用裝置117的電力供給的電力供給指示的情況下,按照該電力供給指示,將指示電池模塊101的放電的放電控制FET驅動信號向放電控制FET105輸出。而且,電池管理電路107根據檢測多個單體電池1la各自的單體電池電壓的檢測結果等,將指示電池模塊101的充電的充電控制FET驅動信號向充電控制FETl 04輸出。
[0033]而且,電池管理電路107為,在電池模塊101充電時所檢測到的單體電池電壓超過規定的過充電檢測用電壓的情況下,對高側驅動電路109輸出高側(高電位側)FET驅動信號而使連接于電池模塊1I的高電位側的過充電保護用FET106接通,并且,對連接于電池模塊1I的低電位側的過充電保護用FET108的柵極輸出低側(低電位側)FET驅動信號而使該過充電保護用FET108接通。
[0034]由此,電池管理電路107(控制部的一個例子)為,在電池模塊101充電時由于充電控制FET104的短路故障等而借助來自電池管理電路107的充電控制FET驅動信號無法阻止充電電流、電池模塊1I的單體電池電壓超過規定的過充電檢測用電壓的情況下,使電池模塊101的高電位側的端子即正極端子BP與電池模塊101的低電位側的端子即負極端子BM之間短路,通過電池模塊101的短路電流來使熔斷器F熔斷。