JP2011040330A - Temperature sensor, battery pack and method of manufacturing the temperature sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリセルの温度を検知する温度センサー、この温度センサーを用いたバッテリパック及びバッテリパックに用いられる温度センサーの製造方法に関する。 The present invention relates to a temperature sensor for detecting the temperature of a battery cell, a battery pack using the temperature sensor, and a method for manufacturing a temperature sensor used for the battery pack.
従来、携帯電話やモバイルパソコン等の電子機器に用いる二次電池として、リチウムイオン二次電池がある。リチウムイオン二次電池は、バッテリセルが外筐体内に内蔵されるとともに、バッテリパック内の温度を計測するＮＴＣサーミスタ等の温度センサーが内蔵されたものがある。温度センサーは、電気抵抗値の変化からバッテリセル表面の温度を計測し、過充電や過放電等によるバッテリセルの異常発熱を検知すると、回路を遮断して充放電を停止させバッテリパックや電子機器の破損を防ぐ。 Conventionally, there are lithium ion secondary batteries as secondary batteries used in electronic devices such as mobile phones and mobile personal computers. Some lithium ion secondary batteries have a battery cell built in the outer casing and a temperature sensor such as an NTC thermistor for measuring the temperature in the battery pack. The temperature sensor measures the temperature of the surface of the battery cell from the change in the electrical resistance value, and detects abnormal heat generation of the battery cell due to overcharge, overdischarge, etc., shuts down the circuit and stops charging / discharging to stop the battery pack or electronic device To prevent damage.
この種のリチウムイオン二次電池は、多くの場合、バッテリパック内部の温度計測箇所が１箇所であるため、バッテリパックに内蔵された１つのバッテリセルについてのみ表面温度を計測していた。したがって、複数のバッテリセルを内蔵するバッテリパックにおいては、計測対象以外のバッテリセルに異常発熱が生じた場合、異常検出が遅れる危険がある。 In many cases, this type of lithium ion secondary battery has one temperature measurement location inside the battery pack, and therefore the surface temperature is measured only for one battery cell built in the battery pack. Therefore, in a battery pack incorporating a plurality of battery cells, when abnormal heat generation occurs in battery cells other than the measurement target, there is a risk that the abnormality detection is delayed.
また、全てのバッテリセルの温度を監視しようとする場合には、バッテリセル毎に温度センサーが必要となり、バッテリパックが大型化し、部品点数や組立工数の増加を招くほか、製造コスト上も不利となる。 In addition, when trying to monitor the temperature of all battery cells, a temperature sensor is required for each battery cell, which increases the size of the battery pack, increases the number of parts and the number of assembly steps, and is disadvantageous in terms of manufacturing cost. Become.
そこで、本発明は、バッテリパックの大型化や、部品点数、組立工数の増加を招くことなく、複数のバッテリセルの異常発熱を監視することができる温度センサー、バッテリパック及び温度センサーの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a temperature sensor, a battery pack, and a method for manufacturing the temperature sensor that can monitor abnormal heat generation of a plurality of battery cells without causing an increase in the size of the battery pack, an increase in the number of parts, and the number of assembly steps. The purpose is to provide.
上述した課題を解決するために、本発明に係る温度センサーは、バッテリセル表面に貼着される支持体と、上記支持体の上記バッテリセルへの貼着面と反対側の一面に形成された導電パターンと、上記支持体の導電パターン上に所定の間隔で設けられ、上記バッテリセルの温度に応じて上記導電パターンの抵抗値を可変する複数の感熱素子と、上記導電パターンと接続され、上記感熱素子による上記導電パターンの抵抗の変化を測定する測定器とを備え、上記複数の感熱素子は、上記導電パターンによって接続されているものである。 In order to solve the above-described problem, the temperature sensor according to the present invention is formed on a support body that is adhered to the surface of the battery cell, and on one surface opposite to the attachment surface of the support body to the battery cell. A conductive pattern, a plurality of thermal elements provided at predetermined intervals on the conductive pattern of the support, and variable in resistance value of the conductive pattern according to the temperature of the battery cell, and connected to the conductive pattern, A measuring device for measuring a change in resistance of the conductive pattern by the thermal element, and the plurality of thermal elements are connected by the conductive pattern.
また、本発明に係るバッテリパックは、複数のバッテリセルと、上記バッテリセルが収納された外筐体と、上記複数のバッテリセルの温度を監視する温度センサーとを備え、上記温度センサーは、バッテリセル表面に貼着される支持体と、上記支持体の上記バッテリセルへの貼着面と反対側の一面に形成された導電パターンと、上記支持体の導電パターン上に所定の間隔で設けられ、上記バッテリセルの温度に応じて上記導電パターンの抵抗値を可変する複数の感熱素子と、上記導電パターンと接続され、上記感熱素子による上記導電パターンの抵抗の変化を測定する測定器とを備え、上記複数の感熱素子は、上記導電パターンによって接続されているものである。 The battery pack according to the present invention includes a plurality of battery cells, an outer housing in which the battery cells are housed, and a temperature sensor that monitors temperatures of the plurality of battery cells. A support attached to the cell surface, a conductive pattern formed on one surface opposite to the attachment surface of the support to the battery cell, and a conductive pattern on the support provided at predetermined intervals. A plurality of thermal elements that vary the resistance value of the conductive pattern in accordance with the temperature of the battery cell; and a measuring instrument that is connected to the conductive pattern and measures a change in resistance of the conductive pattern by the thermal element. The plurality of thermosensitive elements are connected by the conductive pattern.
また、本発明に係る温度センサーの製造方法は、一面に抵抗の変化を測定する測定器と接続される導電パターンが形成された支持体の上記導電パターン上に、複数のバッテリセルへの貼着位置に応じた所定間隔で、上記バッテリセルの温度に応じて上記導電パターンの抵抗値を可変する感熱素子を形成し、複数の上記感熱素子が上記導電パターンによって接続されたものである。 In addition, the method for manufacturing a temperature sensor according to the present invention is a method of attaching a plurality of battery cells on the conductive pattern of a support having a conductive pattern connected to a measuring instrument for measuring a change in resistance on one side. A thermal element that varies the resistance value of the conductive pattern according to the temperature of the battery cell is formed at a predetermined interval according to the position, and a plurality of the thermal elements are connected by the conductive pattern.
本発明によれば、複数の感熱素子によってバッテリセルの温度を監視することにより、異常発熱を確実に検出することができるとともに、導電パターン上に複数の感熱素子を配することでバッテリパックの大型化、部品点数や組立工数の増加を防止することができる。 According to the present invention, by monitoring the temperature of the battery cell with a plurality of thermal elements, it is possible to reliably detect abnormal heat generation, and by arranging the plurality of thermal elements on the conductive pattern, And increase in the number of parts and assembly man-hours can be prevented.
以下、本発明に係る温度センサー、バッテリーパック及び温度センサーの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a temperature sensor, a battery pack, and a method for manufacturing a temperature sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明に係る温度センサー１は、バッテリパック２内に収納されたバッテリセル３の表面に貼着されることにより、複数のバッテリセル２の表面温度を同時に監視するものである。図１及び図２に示すように、温度センサー１は、長尺状の支持基板１０と、支持基板１０の一面に形成された導電パターン１１と、導電パターン１１上に実装された複数の感熱素子１２とを備える。
The
支持基板１０は、例えば可撓性を有するポリイミドフィルムが用いられる。支持基板１０は、一面に銅箔が貼着され、エッチングにより所定の導電パターン１１が形成されている。温度センサー１は、支持基板１０が可撓性を有することにより、バッテリパック２内に配設する際に、配置の自由度を確保できる。
For example, a flexible polyimide film is used for the
導電パターン１１は、複数の感熱素子を直列接続するための配線層であり、複数の感熱素子１２が所定間隔で実装されている。導電パターン１１は、感熱素子１２の実装間隔毎にギャップ部１３が設けられている。すなわち、導電パターン１１は、ギャップ部１３によって断線され、後述する感熱素子１２がギャップ部１３上に実装されることによってギャップ部１３間の導通が図られている。
The
ギャップ部１３上に実装される感熱素子１２は、例えばポリマーＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）が用いられる。この感熱素子１２は、エポキシ樹脂に導電性粒子が混合されたポリマーサーミスタ樹脂１４が、導電パターン１１を跨るようにギャップ部１３に充填されるとともに、導電性を有する電極板１５が、ポリマーサーミスタ樹脂１４に貼着されることにより同様に導電パターン１１を跨るようにギャップ部１３上に設けられて形成される。
For example, polymer PTC (Positive Temperature Coefficient) is used for the
この感熱素子１２は、支持基板１０がバッテリセル３の表面に両面テープや接着剤等によって接着されることにより、バッテリセル３の温度が伝達される。また、感熱素子１２は、ポリマーサーミスタ樹脂１４が略８０℃以上で高抵抗状態にトリップする。これにより、感熱素子１２は、低温状態においてはギャップ部１３の導通を図ることにより導電パターン１１を低抵抗状態とし、バッテリセル３に異常発熱が起こり略８０℃以上となると、導電パターン１１を高抵抗状態とする。
In the
温度センサー１は、導電パターン１１の両端に端子部１１ａが形成され、この両端子部１１ａに接続された図示しないリード線を介して図示しない抵抗測定器と接続される。これにより導電パターン１１は、感熱素子１２の抵抗を測定することによりバッテリセル３の表面温度を監視する回路を構成する。そして、温度センサー１が組み込まれているバッテリパック２は、常時、導電パターン１１の抵抗値をモニタし、導電パターン１１が高抵抗状態となった場合、バッテリセル３に異常発熱が起こったものとして、電子機器側に電力を供給し、あるいはバッテリから電力が供給される充放電回路を遮断する。
The
この感熱素子１２は、バッテリパック２内に収納されるバッテリセル３への貼着位置に応じた間隔で実装されている。例えば、感熱素子１２は、一のバッテリセル３に対して一つ設けられ、複数のバッテリセル３の配置間隔に応じた間隔で設けられている。図３に温度センサー１が設けられたバッテリパック２の断面図を示す。図３に示すように、バッテリパック２は、パック筐体２０内に３つずつ連続して配置されたバッテリセル３・・・が互いに隣接して収納されている。なお、バッテリセル３は、電池素子が円筒缶内に収納されたもの、ラミネートフィルムでパッキングされ略矩形板状に成型されたものなど、その形態は問わない。また、温度センサー１は、バッテリセル３の側面や上面、底面など何れの場所に貼付してもよい。
The heat
温度センサー１は、パック筐体２０の一方の連続して配置されたバッテリセル３・・・と他方の連続して配置されたバッテリセル３・・・に１つずつ用意されている。各温度センサー１は、導電パターン１１に３つの感熱素子１２が形成されている。温度センサー１は、各感熱素子１２が各バッテリセル３の側面３ａの略中央に位置するように、支持基板１０がバッテリセル３に両面テープや接着剤によって貼着される。すなわち、温度センサー１は、パック筐体２０の一方側及び他方側に各連続配置されている各バッテリセル３への貼着位置に応じた間隔で、感熱素子１２が設けられる。
One
一方側に配設された温度センサー１と他方側に配設された温度センサー１とは、各一端がジャンパー２１によって接続されている。ジャンパー２１は、導線あるいは導電パターンが形成されたプリント基板等であり、一方側に配設された温度センサー１と他方側に配設された温度センサー１の各導電パターン１１を接続する。また、一方側に配設された温度センサー１と他方側に配設された温度センサー１の各導電パターン１１の他端には端子部１１ａが形成され、図示しないリード線を介して抵抗測定器に接続されている。これにより、一方側に配設された温度センサー１と他方側に配設された温度センサー１の各感熱素子１２は、直列に接続され、パック筐体２０内に収納された各バッテリセル３の表面温度を同時に監視し、いずれか一つに異常発熱が発生した場合、バッテリパック２の充放電回路を遮断する。
One end of the
このように、温度センサー１は、バッテリパック２内に収納される各バッテリセル３と同数の感熱素子１２を備え、各バッテリセル３毎に感熱素子１２が貼着されるため、何れのバッテリセル３が異常発熱を起こした場合でも確実にこれを検知し、充放電回路を遮断することができる。また、温度センサー１は、導電パターン１１上に複数の感熱素子１２を設けるとともに抵抗測定器によって導電パターン１１の総抵抗値を測定するため、一つの温度センサーで複数のバッテリセル３の異常発熱を監視することができ、バッテリパック２の大型化を防止すると共に、部品点数や組立工数の増加を防止することができる。
As described above, the
また、温度センサー１は、感熱素子１２が複数のバッテリセル３に対して一つ設けられ、複数のバッテリセル３間の境界位置に応じた所定間隔で形成するようにしてもよい。図４に示すように、バッテリパック２は、パック筐体２０内に円筒形状のバッテリセル３が長手方向に連続して収納される場合、温度センサー１が、長手方向に連続する２つのバッテリセル３の各側面３ａに跨って貼着される。温度センサー１は、各感熱素子１４が長手方向に連続する２つのバッテリセル３に跨るようにして貼着される。
Further, the
かかる温度センサー１は、導電パターン１１の両端に端子部１１ａが形成され、図示しないリード線を介して抵抗測定器に接続されている。そして、温度センサー１は、各感熱素子１２が長手方向に連続する２つのバッテリセル３の表面温度を同時に監視し、いずれか一方に異常発熱が発生した場合、導電パターン１１が高抵抗状態にトリップする。したがって、バッテリパック２は、導電パターン１１の抵抗をモニタすることにより、一つのバッテリセル３に異常発熱が発生した場合に、充放電回路を遮断することができる。
In the
このように、感熱素子１２を複数のバッテリセル３に対して一つの割合で設け、複数のバッテリセル３の境界位置に応じた間隔で形成することにより、バッテリセル３の数に対する感熱素子１２の数を削減することができ、温度センサー１の収納スペースを抑えることによる小型化、部品点数や組立工数の削減を図ることができる。
As described above, the
また、図５に示すように、バッテリパック２は、パック筐体２０内に矩形板状の６つのバッテリセル３が上下２段に３つずつ収納される場合、温度センサー１が上段のバッテリセル３と下段のバッテリセル３の略面一に連続する各側面３ａに跨るように貼着される。温度センサー１は、各感熱素子１２が上下に隣接する２つのバッテリセル３に跨るようにして貼着される。また、感熱素子１２は、上段及び下段の各バッテリセル３の側面３ａの略中央に貼着される。図５に示す例では、３つのバッテリセル３が上下に収納され、温度センサー１に形成された３つの感熱素子１２が、それぞれ上下２つのバッテリセル３に跨るようにして貼着される。
In addition, as shown in FIG. 5, when the
かかる温度センサー１は、導電パターン１１の両端に端子部１１ａが形成され、図示しないリード線を介して抵抗測定器に接続されている。そして、温度センサー１は、各感熱素子１２が上段及び下段のバッテリセル３の表面温度を同時に監視し、上下いずれか一方に異常発熱が発生した場合、導電パターン１１が高抵抗状態にトリップする。したがって、バッテリパック２は、導電パターン１１の抵抗をモニタすることにより、一つのバッテリセル３に異常発熱が発生した場合に、充放電回路を遮断することができる。
In the
同様に、温度センサー１は、図６に示すように、感熱素子１２を矩形板状の４つのバッテリセル３の略面一に連続する各側面３ａに跨るように貼着してもよい。また、温度センサー１は、図７に示すように、パック筐体２０内に容量が異なる矩形板状のバッテリセル３が混在するような場合には、大容量バッテリセル３Ｌには一つのバッテリセル３Ｌに対して一つの感熱素子１２を貼着し、小容量バッテリセル３Ｓには複数のバッテリセル３Ｓに対して一つの感熱素子１２を貼着するようにしてもよい。
Similarly, as shown in FIG. 6, the
また、本発明に係る温度センサーは、一方側及び他方側に配された２つの温度センサー１の各導電パターン１１をジャンパー２１で接続する他にも、図８に示すように、一方側及び他方側にそれぞれ連続配置された各バッテリセル３に貼着する複数の感熱素子１２を一の支持基板１０上に設けてもよい。図８に示す温度センサー３０は、略コ字状の導電パターン３１が形成され、導電パターン３１には、一方側及び他方側の各バッテリセル３への感熱素子１２の貼着位置に応じてギャップ部１３が形成されている。そして、温度センサー３０は、温度センサー１と同様に、当該ギャップ部１３にポリマーサーミスタ樹脂１４が充填されるとともに電極板１５が配設される。また、導電パターン３１は、両端部に端子部３１ａが形成され、図示しないリード線を介して抵抗測定器に接続されている。
In addition to connecting the
これにより、温度センサー３０は、導電パターン３１上に設けられた複数の感熱素子１２が直列接続されるため、パック筐体２０内に収納された各バッテリセル３の表面温度を同時に監視し、いずれか一つに異常発熱が発生した場合、バッテリパック２の充放電回路を遮断することができる。
As a result, the
このように、一の支持基板１０上に、複数連続して配置され、互いに隣接する一方側及び他方側の各複数のバッテリセル３への貼着位置に応じた略コ字状の導電パターン３１を形成することにより、ジャンパーを設ける必要が無く、部品点数の削減、組立工数の削減を図ることができる。なお、かかる温度センサー３０においても、一つのバッテリセル３に対して一つの感熱素子１２を配置しても良く、また、複数のバッテリセル３に跨るように一つの感熱素子１２を配置するようにしてもよい。
In this way, a plurality of continuous
また、本発明に係るバッテリパックは、感熱素子１２をバッテリセル３の側面３ａに貼着する他、図９に示すように、円筒形状を有するバッテリセル３が隣接することにより設けられた間隙３４に貼着してもよい。図９に示すバッテリパック３２は、円筒形状を有するバッテリセル３が隣接して収納されることにより、各バッテリセル３間に間隙３４が形成される。バッテリパック３２は、この間隙３４に温度センサー１を配設するため、デッドスペースを有効に活用することができ、パック筐体の大型化を招くことがない。また、複数のバッテリセル３３をラミネートパックする場合にも、感熱素子１２がバッテリセル３の外壁とラミネートフィルムとの間に挟持されることがなく、ポリマーサーミスタ樹脂１４の熱膨張が阻害されることもない。
Further, the battery pack according to the present invention attaches the
また、バッテリパック３２においても、感熱素子１２を一つのバッテリセル３に対して一つ設けてもよく、また、図４に示すように、温度センサー１の感熱素子１２を複数のバッテリセル３に対して一つ設け、一つの感熱素子１２を長手方向に連続する複数のバッテリセル３に跨るように貼着してもよい。この場合も、温度センサー１は、長手方向と直交する方向に隣接するバッテリセル３間に形成される間隙３４に貼着される。
Also in the
次いで、図１０を参照しながら温度センサー１の製造工程について説明する。温度センサー１は、支持基板１０に、幅が約３ｍｍ、厚さが約３５μｍのポリイミドフィルムを使用する。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、支持基板１０の一面には、幅が支持基板１０の幅よりも狭い約２ｍｍ、厚さ約５０μｍの銅箔３５が貼着されている。
Next, the manufacturing process of the
温度センサー１は、銅箔３５が支持基板１０よりも幅狭に形成されることにより、支持基板１０の他面に銅箔３５が臨むことがなく、当該他面側を確実に絶縁することができる。したがって、温度センサー１は、他面をバッテリセル３の側面３ａに貼着したときに、銅箔３５をエッチングすることにより形成される導電パターン１１がバッテリセル３に接触することがない。バッテリセル３の表面は、絶縁処理がされていないため、導電パターン１１が接触すると、バッテリセル３を介して導通するなど、導電パターン１１の抵抗が正確に測定できなくなるおそれがある。そのため、温度センサー１は、銅箔３５を支持基板１０よりも幅狭に形成することにより、導電パターン１１とバッテリセル３の表面との導通を防止することができる。
In the
次いで、銅箔３５が貼着された支持基板１０をエッチングすることにより、所定の導電パターン１１を形成する。図１０（ｃ）に示すように、導電パターン１１は、感熱素子１２の形成位置に応じて、約１ｍｍのギャップ部１３が形成される。
Next, the predetermined
次いで、ギャップ部１３に、ポリマーサーミスタ樹脂１４を充填し電極板１５を貼り付ける。ポリマーサーミスタ樹脂１４としては、例えば、エポキシ系２液混合後のガラス転移温度が約８０℃となるものを基材として使用し、この基材に導電粒子となる平均直径約８μｍのニッケル粉末を約５４０重量％加え、さらに、直径約５０μｍプラスチック樹脂球を４重量％加えたものを使用した。ポリマーサーミスタ樹脂１４は、直径約５０μｍプラスチック樹脂球を４重量％加えることで、導電パターン１１と電極板１５との間隔が約５０μｍに保たれる。
Next, the
電極板１５は、例えば、厚さ約０．５ｍｍの０オームチップ抵抗器を用いる。電極板１５は、幅が導電パターン１１以下の約１．５ｍｍ、長さがギャップ部１３以上の約３ｍｍを有する。
As the
そして、図１０（ｄ）に示すように、ペースト状のポリマーサーミスタ樹脂１４をギャップ部１３によって断線された導電パターン１１の両端に跨るようにギャップ部１３に充填し、電極板１５を導電パターン１１の両端に跨るようにギャップ部１３上に貼り合わせ、加熱することでポリマーサーミスタ樹脂１４を固化し、感熱素子１２が完成する。
Then, as shown in FIG. 10 (d), a paste-like
このようにして、感熱素子１２がバッテリセル３の貼り付け位置に応じて複数形成された温度センサー１が形成される。なお、温度センサー３０も、銅箔をエッチングすることによりコ字状の導電パターン３１を形成する他は、温度センサー１と同様の工程によって形成される。
In this manner, the
温度センサー１は、支持基板１０の導電パターン１１が形成された一面と反対側の他面が、両面テープや接着剤によってバッテリセル３のセル筐体２０に貼着される。このようにして形成された温度センサー１の感熱素子１２による温度−抵抗特性を図１１に示す。室温２５℃の初期状態では導電パターン１１の抵抗値は約１．８Ωであったものが、温度が上昇してポリマーサーミスタ樹脂１４のガラス転移温度である８０℃近辺では約１００Ωまで増大し、その後さらに温度が上昇すると抵抗値は指数的に増大していった。
In the
したがって、温度センサー１が設けられたバッテリパック２は、抵抗値の変化をモニタすることにより、抵抗値が所定値（例えば５０Ω）を超えた段階で異常発熱が発生したものとして充放電回路を遮断し、バッテリパック２やバッテリパック２が用いられる電子機器の破損を未然に防止することができる。
Therefore, the
また、本発明に係る温度センサーは、感熱素子１２を直列に接続する他に、並列に接続してもよい。図１２に示すように、例えば導電パターン４０は、３つの感熱素子１２ａ〜１２ｃを備え、各感熱素子１２ａ〜１２ｃは、予め常温時において異なる抵抗値を備える抵抗Ｒａ〜Ｒｃが直列接続されている。Ｒａの抵抗値を１０Ω、Ｒｂの抵抗値を２０Ω、Ｒｃの抵抗値を３０Ω、３つの感熱素子１２の常温時における抵抗値をいずれも１．８Ωとすると、常温時における導電パターン４０の総抵抗値Ｒは、以下の通り求められる。
Ｒ＝１／（１／（１０＋１．８）＋１／（２０＋１．８）＋１／（３０＋１．８））
≒６．１７Ω
The temperature sensor according to the present invention may be connected in parallel in addition to connecting the
R = 1 / (1 / (10 + 1.8) + 1 / (20 + 1.8) + 1 / (30 + 1.8))
≒ 6.17Ω
上述したとおり、感熱素子１２は、バッテリセル３が異常発熱してガラス転移温度である８０℃に達すると、約１００Ωまで抵抗値が増大する。そして、導電パターン４０は、３つの感熱素子１２ａ〜１２ｃのいずれかが高抵抗状態となった場合、高抵抗状態となった感熱素子１２に応じた総抵抗値が検出される。例えば、感熱素子１２ａが高抵抗状態となった場合、導電パターン４０の総抵抗値Ｒは、以下の通りとなる。
Ｒ＝１／（１／（１０＋１００）＋１／（２０＋１．８）＋１／（３０＋１．８））
≒１１．５７Ω
As described above, when the
R = 1 / (1 / (10 + 100) + 1 / (20 + 1.8) + 1 / (30 + 1.8))
≒ 11.57Ω
また、感熱素子１２ｂが高抵抗状態となった場合、導電パターン４０の総抵抗値Ｒは、以下の通りとなる。
Ｒ＝１／（１／（１０＋１．８）＋１／（２０＋１００）＋１／（３０＋１．８））
≒８．０３Ω
When the heat
R = 1 / (1 / (10 + 1.8) + 1 / (20 + 100) + 1 / (30 + 1.8))
≒ 8.03Ω
同様に、感熱素子１２ｃが高抵抗状態となった場合、導電パターン４０の総抵抗値Ｒは、以下の通りとなる。
Ｒ＝１／（１／（１０＋１．８）＋１／（２０＋１．８）＋１／（３０＋１００））
≒７．２３Ω
Similarly, when the thermal element 12c is in a high resistance state, the total resistance value R of the conductive pattern 40 is as follows.
R = 1 / (1 / (10 + 1.8) + 1 / (20 + 1.8) + 1 / (30 + 100))
≒ 7.23Ω
このように、導電パターン４０の総抵抗値をモニタし、常温時における抵抗値よりも高い所定の抵抗値が検出されることにより、いずれのバッテリセル３が異常発熱を引き起こしているのかを判別することができる。バッテリパック２は、いずれかのバッテリセル３に異常発熱が発生したときには、充放電回路を遮断し、全てのバッテリセル３の放電及び充電を停止する。
In this way, the total resistance value of the conductive pattern 40 is monitored, and a predetermined resistance value higher than the resistance value at normal temperature is detected, thereby determining which
なお、並列接続させる感熱素子１２の数は３つに限らない。また、各感熱素子１２に直列接続される抵抗Ｒはそれぞれ異なる抵抗値を有し、また、各抵抗の抵抗値は導電パターンの常温時における総抵抗値と各バッテリセル３の異常発熱時における総抵抗値、及び各バッテリセル３が異常発熱を起こした際の各総抵抗値を識別できるような抵抗値を採用すればよい。
Note that the number of
また、本発明に係る温度センサーは、感熱素子として、バッテリセル３の温度が上昇するにつれて抵抗値が増加するポリマーＰＴＣからなる感熱素子１２を用いる以外にも、バッテリセル３の温度上昇に対して抵抗値が減少するＮＴＣサーミスタを用いてもよい。この場合も、バッテリパック２は、導電パターン１１の抵抗値が所定の値まで減少することにより、異常発熱が発生したものとして、充放電回路を遮断することができ、これにより、バッテリパック２や電子機器の熱的破損を防止することができる。
Moreover, the temperature sensor according to the present invention uses a
また、本発明に係る温度センサーは、導電パターン１１に抵抗測定器を接続して抵抗値を測定する以外にも、導電パターン１１に電流計や電圧計を接続して電流値や電圧値を測定することにより、バッテリセル３の異常発熱をモニタしてもよい。
Further, the temperature sensor according to the present invention measures a current value and a voltage value by connecting an ammeter or a voltmeter to the
１ 温度センサー、２ バッテリパック、３ バッテリセル、１０ 支持基板、１１ 導電パターン、１２ 感熱素子、１３ ギャップ部、１４ ポリマーサーミスタ樹脂、１５ 電極板、２０ パック筐体、２１ ジャンパー、３０ 温度センサー、３１ 導電パターン、３２ バッテリパック、３４ 間隙、３５ 銅箔
DESCRIPTION OF
Claims (20)
上記支持体の上記バッテリセルへの貼着面と反対側の一面に形成された導電パターンと、
上記支持体の導電パターン上に所定の間隔で設けられ、上記バッテリセルの温度に応じて上記導電パターンの抵抗値を可変する複数の感熱素子と、
上記導電パターンと接続され、上記感熱素子による上記導電パターンの抵抗の変化を測定する測定器とを備え、
上記複数の感熱素子は、上記導電パターンによって接続されている温度センサー。 A support adhered to the battery cell surface;
A conductive pattern formed on one surface opposite to the attachment surface of the support to the battery cell;
A plurality of thermosensitive elements provided on the conductive pattern of the support at predetermined intervals and varying the resistance value of the conductive pattern according to the temperature of the battery cell;
A measuring instrument connected to the conductive pattern and measuring a change in resistance of the conductive pattern by the thermal element;
The plurality of thermosensitive elements are temperature sensors connected by the conductive pattern.
上記バッテリセルが収納された外筐体と、
上記複数のバッテリセルの温度を監視する温度センサーとを備え、
上記温度センサーは、バッテリセル表面に貼着される支持体と、上記支持体の上記バッテリセルへの貼着面と反対側の一面に形成された導電パターンと、上記支持体の導電パターン上に所定の間隔で設けられ、上記バッテリセルの温度に応じて上記導電パターンの抵抗値を可変する複数の感熱素子と、上記導電パターンと接続され、上記感熱素子による上記導電パターンの抵抗の変化を測定する測定器とを備え、上記複数の感熱素子は、上記導電パターンによって接続されているバッテリパック。 Multiple battery cells;
An outer housing in which the battery cell is stored;
A temperature sensor for monitoring the temperature of the plurality of battery cells,
The temperature sensor includes a support attached to the surface of the battery cell, a conductive pattern formed on a surface opposite to the attachment surface of the support to the battery cell, and a conductive pattern of the support. A plurality of thermosensitive elements that are provided at predetermined intervals and change the resistance value of the conductive pattern according to the temperature of the battery cell, and are connected to the conductive pattern and measure changes in the resistance of the conductive pattern by the thermal element. A battery pack in which the plurality of thermosensitive elements are connected by the conductive pattern.
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| JP2009188716A JP2011040330A (en) | 2009-08-17 | 2009-08-17 | Temperature sensor, battery pack and method of manufacturing the temperature sensor |
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- 2009-08-17 JP JP2009188716A patent/JP2011040330A/en not_active Withdrawn
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