JP2024055191A - Discharge Circuit - Google Patents

Abstract

【課題】２次電池セルの内部で短絡が生じたときであっても、２次電池セルの内部での温度上昇を抑制できる放電回路を提供する。【解決手段】放電回路１００は、２次電池セル１１１に対して並列に接続される第１熱応動スイッチ素子１を含む。第１熱応動スイッチ素子１は、２次電池セル１１１の発熱に伴いクローズする。【選択図】 図１[Problem] To provide a discharge circuit capable of suppressing a temperature rise inside a secondary battery cell even when a short circuit occurs inside the secondary battery cell. [Solution] The discharge circuit 100 includes a first thermally responsive switching element 1 connected in parallel to the secondary battery cell 111. The first thermally responsive switching element 1 closes in response to heat generation from the secondary battery cell 111. [Selected Figure]

Description

本発明は、放電回路に関する。 The present invention relates to a discharge circuit.

従来、２次電池セルを保護するデバイスとしてブレーカーが知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, breakers have been known as devices for protecting secondary battery cells (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１５－０７９５９４号公報JP 2015-079594 A

上記特許文献１に開示されているブレーカーは、２次電池セル及び負荷によって構成される回路に直列に接続され、２次電池セルの温度上昇に伴い上記回路を遮断して、２次電池セルを保護するように構成されている。 The breaker disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 is connected in series to a circuit consisting of a secondary battery cell and a load, and is configured to cut off the circuit when the temperature of the secondary battery cell rises, thereby protecting the secondary battery cell.

しかしながら、何らかの事情により２次電池セルの内部構造が破壊され、内部で短絡が生じたとき、ブレーカーが動作して上記回路を遮断したとしても、２次電池セルの内部の短絡回路を遮断することができないため、新たな技術が要望されている。 However, if the internal structure of a secondary battery cell is destroyed for some reason, causing an internal short circuit, even if the breaker operates to cut off the circuit, it will not be able to cut off the short circuit inside the secondary battery cell, and so new technology is needed.

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたものであり、２次電池セルの内部で短絡が生じたときであっても、２次電池セルの内部での温度上昇を抑制できる放電回路を提供することを主たる目的としている。 The present invention was devised in consideration of the above-mentioned circumstances, and its main objective is to provide a discharge circuit that can suppress the temperature rise inside a secondary battery cell even when a short circuit occurs inside the secondary battery cell.

本発明は、２次電池セルに対して並列に接続される第１熱応動スイッチ素子を含み、前記第１熱応動スイッチ素子は、前記２次電池セルの発熱に伴いクローズする、放電回路である。 The present invention is a discharge circuit that includes a first thermally responsive switch element connected in parallel to a secondary battery cell, and the first thermally responsive switch element closes in response to heat generation from the secondary battery cell.

本発明の放電回路では、２次電池セルの発熱に伴い第１熱応動スイッチ素子がクローズし、第１熱応動スイッチ素子を含む回路が構築される。この回路は、２次電池セルの内部に生じた短絡回路に対して並列に接続されるバイパス回路として機能し、２次電池セルを放電する。これにより、２次電池セルに蓄えられた電荷の一部が２次電池セル外の放電回路で消費されるため、２次電池セルの内部での温度上昇が抑制される。 In the discharge circuit of the present invention, the first thermally responsive switch element closes as the secondary battery cell generates heat, and a circuit including the first thermally responsive switch element is constructed. This circuit functions as a bypass circuit connected in parallel to the short circuit that occurs inside the secondary battery cell, and discharges the secondary battery cell. As a result, part of the charge stored in the secondary battery cell is consumed in the discharge circuit outside the secondary battery cell, suppressing the rise in temperature inside the secondary battery cell.

本発明の一実施形態である放電回路を含む電気回路の構成を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a configuration of an electric circuit including a discharge circuit according to an embodiment of the present invention; 図１の第１熱応動スイッチ素子の構成を示す組み立て前の斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the first thermally responsive switching element of FIG. 1 before assembly; 通常のオープン状態における図２の第１熱応動スイッチ素子を示す断面図。3 is a cross-sectional view showing the first thermally responsive switching element of FIG. 2 in a normally open state; 異常時のクローズ状態における図２の第１熱応動スイッチ素子を示す断面図。3 is a cross-sectional view showing the first thermally responsive switch element of FIG. 2 in a closed state under abnormal conditions; 図１の放電回路の変形例の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a modified example of the discharge circuit of FIG. 1 . 図５の放電回路の変形例の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of a modified example of the discharge circuit of FIG. 5 . 図５の放電回路の別の変形例を含む電気回路の回路図。6 is a circuit diagram of an electric circuit including another modified example of the discharge circuit of FIG. 5 . 図７の第２熱応動スイッチ素子の構成を示す組み立て前の斜視図。FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the second thermally responsive switching element of FIG. 7 before assembly. 通常のクローズ状態における図８の第２熱応動スイッチ素子を示す断面図。9 is a cross-sectional view showing the second thermal switching element of FIG. 8 in a normally closed state; 異常時のオープン状態における図８の第２熱応動スイッチ素子を示す断面図。9 is a cross-sectional view showing the second thermally responsive switch element of FIG. 8 in an open state under abnormal conditions; 図７の放電回路が温度上昇する際に、第１熱応動スイッチ素子よりも早く第２熱応動スイッチ素子が動作している状態を示す回路図。8 is a circuit diagram showing a state in which the second thermal switching element operates earlier than the first thermal switching element when the temperature of the discharge circuit in FIG. 7 rises.

図１は、本発明の一実施形態である放電回路１００を含む電気回路５００を示している。本実施形態の電気回路５００は、２次電池１１０と、負荷１２０と給電部１３０とを含んでいる。 Figure 1 shows an electric circuit 500 including a discharge circuit 100 according to one embodiment of the present invention. The electric circuit 500 of this embodiment includes a secondary battery 110, a load 120, and a power supply unit 130.

電気回路５００は、放電ライン５０１と充電ライン５０２とを有する。放電ライン５０１及び充電ライン５０２は、放電回路１００に接続される接続ライン５０３を共有している。 The electrical circuit 500 has a discharge line 501 and a charge line 502. The discharge line 501 and the charge line 502 share a connection line 503 that is connected to the discharge circuit 100.

２次電池１１０は、放電ライン５０１を介して負荷１２０に電力を供給し放電する。２次電池１１０は、充電ライン５０２を介して給電部１３０から電力の供給を受け、充電される。２次電池１１０は、放電回路１００の一部を構成する。 The secondary battery 110 supplies power to the load 120 via the discharge line 501 and discharges the power. The secondary battery 110 receives power from the power supply unit 130 via the charge line 502 and is charged. The secondary battery 110 constitutes part of the discharge circuit 100.

２次電池１１０は、少なくとも１つの２次電池セル１１１を含んでいる。本実施形態の２次電池１１０は、複数の２次電池セル１１１が直列に接続されてなる。 The secondary battery 110 includes at least one secondary battery cell 111. In this embodiment, the secondary battery 110 is composed of multiple secondary battery cells 111 connected in series.

放電回路１００は、２次電池セル１１１に対して並列に接続される第１熱応動スイッチ素子１を含んでいる。第１熱応動スイッチ素子１は、周囲の温度変化に伴い、開閉動作する。 The discharge circuit 100 includes a first thermally responsive switching element 1 connected in parallel to the secondary battery cell 111. The first thermally responsive switching element 1 opens and closes in response to changes in the surrounding temperature.

本実施形態の第１熱応動スイッチ素子１は、２次電池セル１１１の発熱の影響を受ける位置に配されている。第１熱応動スイッチ素子１は、２次電池セルの発熱に伴いクローズし、第１熱応動スイッチ素子１を含む回路が構築される。この回路は、２次電池セル１１１の内部に生じた短絡回路に対して並列に接続されるバイパス回路として機能し、２次電池セル１１１を放電する。これにより、２次電池セル１１１に蓄えられた電荷の一部が２次電池セル１１１外の放電回路１００で消費されるため、２次電池セル１１１の内部での温度上昇が抑制される。 The first thermally responsive switch element 1 of this embodiment is disposed in a position that is affected by heat generation from the secondary battery cell 111. The first thermally responsive switch element 1 closes in response to heat generation from the secondary battery cell, and a circuit including the first thermally responsive switch element 1 is constructed. This circuit functions as a bypass circuit connected in parallel to the short circuit generated inside the secondary battery cell 111, and discharges the secondary battery cell 111. As a result, a portion of the charge stored in the secondary battery cell 111 is consumed in the discharge circuit 100 outside the secondary battery cell 111, suppressing the rise in temperature inside the secondary battery cell 111.

図２乃至４は、第１熱応動スイッチ素子１の構成を示している。第１熱応動スイッチ素子１は、固定片２と、可動片４と、熱応動素子５とを備えている。第１熱応動スイッチ素子１は、固定片２と、可動片４と、熱応動素子５は、ケース１０に収容されている。ケース１０は、ケース本体（第１ケース）７とケース本体７に装着される蓋部材（第２ケース）８等によって構成されている。 Figures 2 to 4 show the configuration of the first thermally responsive switching element 1. The first thermally responsive switching element 1 has a fixed piece 2, a movable piece 4, and a thermally responsive element 5. The first thermally responsive switching element 1 has the fixed piece 2, the movable piece 4, and the thermally responsive element 5 housed in a case 10. The case 10 is composed of a case body (first case) 7, a cover member (second case) 8 attached to the case body 7, and the like.

固定片２は、例えば、銅等を主成分とする金属板（この他、銅－チタニウム合金、洋白、黄銅などの金属板）をプレス加工することにより形成され、ケース本体７にインサート成形により埋め込まれている。固定片２は、固定接点２１と、外部回路と電気的に接続される端子２２を有している。固定接点２１は、ケース１０の内部空間に収容されている。端子２２は、ケース１０の端縁の側壁から外側に突出している。 The fixed piece 2 is formed, for example, by pressing a metal plate whose main component is copper (other metal plates include copper-titanium alloy, nickel silver, brass, etc.), and is embedded in the case body 7 by insert molding. The fixed piece 2 has a fixed contact 21 and a terminal 22 that is electrically connected to an external circuit. The fixed contact 21 is housed in the internal space of the case 10. The terminal 22 protrudes outward from the side wall at the edge of the case 10.

固定接点２１は、銀、ニッケル、ニッケル－銀合金の他、銅－銀合金、金－銀合金などの導電性の良い材料のクラッド、メッキ又は塗布等により可動接点４１に対向する位置に形成され、ケース本体７の内部に形成されている開口７３ａの一部から露出されている。 The fixed contact 21 is formed in a position opposite the movable contact 41 by cladding, plating, or coating with a highly conductive material such as silver, nickel, nickel-silver alloy, copper-silver alloy, or gold-silver alloy, and is exposed from a part of the opening 73a formed inside the case body 7.

端子２２は、固定片２の一端に形成されている。端子２２はケース本体７の端縁の側壁から外側に突出している。 The terminal 22 is formed at one end of the fixed piece 2. The terminal 22 protrudes outward from the side wall at the edge of the case body 7.

本出願においては、特に断りのない限り、固定片２において、固定接点２１が形成されている側の面（すなわち図２において上側の面）を第１面、その反対側の面を第２面として説明している。固定接点２１から可動接点４１に向く方向を第１方向と、第１方向とは反対の方向を第２方向とそれぞれ定義した場合、第１面は第１方向を向き、第２面は第２方向を向く。他の部品、例えば、可動片４及び熱応動素子５等についても同様である。 In this application, unless otherwise specified, the surface of the fixed piece 2 on which the fixed contact 21 is formed (i.e., the upper surface in FIG. 2) is described as the first surface, and the opposite surface is described as the second surface. If the direction from the fixed contact 21 to the movable contact 41 is defined as the first direction, and the direction opposite to the first direction is defined as the second direction, then the first surface faces the first direction, and the second surface faces the second direction. The same applies to other components, such as the movable piece 4 and the thermally responsive element 5.

可動片４は、銅等を主成分とする板状の金属材料をプレス加工することにより、長手方向の中心線に対して対称なアーム状に形成されている。 The movable piece 4 is formed into an arm shape that is symmetrical about the center line in the longitudinal direction by pressing a plate-shaped metal material whose main component is copper, etc.

可動片４の長手方向の先端部には、可動接点４１が形成されている。可動接点４１は、例えば、固定接点２１と同等の材料によって形成され、溶接の他、クラッド、かしめ（crimping）等の手法によって可動片４の先端部に接合されている。 A movable contact 41 is formed at the longitudinal tip of the movable piece 4. The movable contact 41 is formed, for example, from the same material as the fixed contact 21, and is joined to the tip of the movable piece 4 by welding, cladding, crimping, or other methods.

可動片４の長手方向の他端部には、端子４２が形成されている。端子４２はケース１０の端縁の側壁から外側に突出している。端子２２及び端子４２のうち、いずれか一方が２次電池１１０の陽極と接続され、他方が陰極と接続される。 A terminal 42 is formed at the other longitudinal end of the movable piece 4. The terminal 42 protrudes outward from the side wall at the edge of the case 10. One of the terminals 22 and 42 is connected to the anode of the secondary battery 110, and the other is connected to the cathode.

可動片４は、可動接点４１と端子４２の間に、当接部４３及び弾性部４４を有している。当接部４３は、端子４２と弾性部４４との間でケース本体７及び蓋部材８と当接する。当接部４３は、可動片４の短手方向に翼状に突出する突出部４３ａを有する。突出部４３ａが設けられていることにより、当接部４３が幅広く大きな領域でケース本体７及び蓋部材８によって挟み込まれ、可動片４がケース１０に対して強固に固定される。 The movable piece 4 has an abutment portion 43 and an elastic portion 44 between the movable contact 41 and the terminal 42. The abutment portion 43 abuts against the case body 7 and the lid member 8 between the terminal 42 and the elastic portion 44. The abutment portion 43 has a protruding portion 43a that protrudes in a wing-like shape in the short direction of the movable piece 4. By providing the protruding portion 43a, the abutment portion 43 is sandwiched between the case body 7 and the lid member 8 over a wide and large area, and the movable piece 4 is firmly fixed to the case 10.

弾性部４４は、当接部４３から可動接点４１の側に延出されている。可動片４は、弾性部４４の基端側の当接部４３で、ケース１０によって片持ち支持され、その状態で弾性部４４が弾性変形することにより、弾性部４４の先端部に形成されている可動接点４１が可動片４の厚さ方向に移動して、固定接点２１と可動接点４１との距離が変動し、第１熱応動スイッチ素子１の開閉が実現される。 The elastic portion 44 extends from the abutment portion 43 toward the movable contact 41. The movable piece 4 is supported by the case 10 in a cantilever manner at the abutment portion 43 on the base end side of the elastic portion 44. When the elastic portion 44 elastically deforms in this state, the movable contact 41 formed at the tip of the elastic portion 44 moves in the thickness direction of the movable piece 4, and the distance between the fixed contact 21 and the movable contact 41 changes, thereby opening and closing the first thermally responsive switch element 1.

可動片４は、弾性部４４において、プレス加工により湾曲又は屈曲されている。湾曲又は屈曲の度合いは、熱応動素子５を収納できる限り特に限定はなく、動作温度及び復帰温度における弾性力、可動接点４１の押圧力などを考慮して適宜設定すればよい。また、弾性部４４の第２面には、熱応動素子５に対向して一対の突起４４ａ，４４ｂが形成されている。突起４４ａは、弾性部４４の基端側で熱応動素子５に向って突出し、遮断状態で熱応動素子５と当接する。突起４４ｂは、突起４４ａよりも先端側（すなわち可動接点４１側）で熱応動素子５に向って突出し、遮断状態で熱応動素子５と当接する。突起４４ａ，４４ｂは、図３に示される初期状態の熱応動素子５とは接触して、可動片４の先端部が押し上げられる。過熱により熱応動素子５が変形すると、突起４４ａ及び突起４４ｂと熱応動素子５との当接は解かれ、可動片４の先端部は弾性部４４の弾性力により可動接点４１が固定接点２１に押付けられる（図４参照）。 The movable piece 4 is curved or bent by pressing at the elastic part 44. The degree of curvature or bending is not particularly limited as long as it can accommodate the thermally responsive element 5, and may be set appropriately taking into consideration the elastic force at the operating temperature and the return temperature, the pressing force of the movable contact 41, etc. Also, a pair of protrusions 44a, 44b are formed on the second surface of the elastic part 44 facing the thermally responsive element 5. The protrusion 44a protrudes toward the thermally responsive element 5 at the base end side of the elastic part 44 and abuts against the thermally responsive element 5 in the cut-off state. The protrusion 44b protrudes toward the thermally responsive element 5 at the tip side (i.e., the movable contact 41 side) of the protrusion 44a and abuts against the thermally responsive element 5 in the cut-off state. The protrusions 44a, 44b come into contact with the thermally responsive element 5 in the initial state shown in FIG. 3, and the tip of the movable piece 4 is pushed up. When the thermally responsive element 5 is deformed due to overheating, the contact between the protrusions 44a and 44b and the thermally responsive element 5 is released, and the tip of the movable piece 4 is pressed against the fixed contact 21 by the elastic force of the elastic part 44 (see Figure 4).

熱応動素子５は、温度変化に伴って変形することにより、可動片４を作動させる。熱応動素子５は、熱膨張率の異なる２種類の材料が積層されることにより構成される。 The thermally responsive element 5 operates the movable piece 4 by deforming in response to temperature changes. The thermally responsive element 5 is made by laminating two types of materials with different thermal expansion coefficients.

熱応動素子５は、円弧状に湾曲した初期形状をなし、熱膨張率の異なる薄板材を積層することにより形成される。過熱により作動温度に達すると、熱応動素子５の湾曲形状は、スナップモーションを伴って変形し、冷却により復帰温度を下回ると復元する。熱応動素子５の初期形状は、プレス加工により形成することができる。熱応動素子５の材質及び形状は特に限定されるものでないが、生産性及び逆反り動作の効率性の観点から矩形状が望ましく、小型でありながら弾性部４４を効率的に押し上げるために正方形に近い長方形であるのが望ましい。 The thermally responsive element 5 has an initial shape curved in an arc, and is formed by laminating thin plate materials with different thermal expansion coefficients. When the operating temperature is reached by overheating, the curved shape of the thermally responsive element 5 deforms with a snap motion, and returns to its original shape when it cools down below the return temperature. The initial shape of the thermally responsive element 5 can be formed by press processing. The material and shape of the thermally responsive element 5 are not particularly limited, but a rectangular shape is desirable from the standpoint of productivity and efficiency of the reverse warping operation, and a rectangular shape close to a square is desirable in order to efficiently push up the elastic portion 44 while being small in size.

熱応動素子５は、可動片４の状態を可動接点４１が固定接点２１から離隔する遮断状態から可動接点４１が固定接点２１に接触する導通状態に移行させる。熱応動素子５は、断面が円弧状に湾曲した初期形状をなし、熱膨張率の異なる薄板材を積層することにより、板状に形成されている。過熱により動作温度に達すると、熱応動素子５の湾曲形状は、スナップモーションを伴って変形し、冷却により復帰温度を下回ると復元する。熱応動素子５の初期形状は、プレス加工により形成することができる。熱応動素子５の材質及び形状は特に限定されるものでないが、生産性及び逆反り動作の効率性の観点から矩形状が望ましい。 The thermally responsive element 5 transitions the state of the movable piece 4 from a cut-off state in which the movable contact 41 is separated from the fixed contact 21 to a conductive state in which the movable contact 41 is in contact with the fixed contact 21. The thermally responsive element 5 has an initial shape with a curved arc-like cross section, and is formed into a plate shape by laminating thin plate materials with different thermal expansion coefficients. When the operating temperature is reached due to overheating, the curved shape of the thermally responsive element 5 deforms with a snap motion, and returns to its original shape when it cools down below the return temperature. The initial shape of the thermally responsive element 5 can be formed by pressing. The material and shape of the thermally responsive element 5 are not particularly limited, but a rectangular shape is preferable from the standpoint of productivity and efficiency of reverse bending operation.

熱応動素子５の材料としては、以下に示されるように、熱膨張率が異なる２種類の板状の金属材料を積層したものが、所要条件に応じて組み合わせて使用される。 The material for the thermal response element 5 is a laminate of two types of plate-shaped metal materials with different thermal expansion coefficients, which are combined according to the required conditions, as shown below.

図３及び図４に示されるように、熱応動素子５は、第１熱膨張率の第１層５１と、第１熱膨張率より高い第２熱膨張率の第２層５２とを有する、いわゆるバイメタルによって構成されている。第１層５１には、例えば、鉄－ニッケル合金をはじめとする、洋白、黄銅、ステンレス鋼などの合金からなる材料が採用される。第２層５２には、例えば、銅－ニッケル－マンガン合金又はニッケル－クロム－鉄合金などの合金からなる材料が採用される。熱応動素子５は、三層以上の積層構造のトリメタル等によって構成されていてもよい。 As shown in Figs. 3 and 4, the thermally responsive element 5 is made of a so-called bimetal, which has a first layer 51 with a first thermal expansion coefficient and a second layer 52 with a second thermal expansion coefficient higher than the first thermal expansion coefficient. The first layer 51 is made of a material made of an alloy such as an iron-nickel alloy, nickel silver, brass, or stainless steel. The second layer 52 is made of a material made of an alloy such as a copper-nickel-manganese alloy or a nickel-chromium-iron alloy. The thermally responsive element 5 may be made of a trimetal or the like having a laminated structure of three or more layers.

本第１熱応動スイッチ素子１では、熱応動素子５の厚さ方向で、第１層５１は固定接点２１の側に、第２層５２は可動接点４１の側に配されている。すなわち、熱応動素子５の第１層５１は第２方向の側、第２層５２は第１方向の側に配されている。本第１熱応動スイッチ素子１において、熱応動素子５の初期形状は、第１層５１の側に凸となるように形成されている。 In the first thermally responsive switching element 1, the first layer 51 is disposed on the fixed contact 21 side and the second layer 52 is disposed on the movable contact 41 side in the thickness direction of the thermally responsive element 5. That is, the first layer 51 of the thermally responsive element 5 is disposed on the second direction side and the second layer 52 is disposed on the first direction side. In the first thermally responsive switching element 1, the initial shape of the thermally responsive element 5 is formed so as to be convex on the first layer 51 side.

このような熱応動素子５は、放電回路１００の通常の動作温度において可動片４を可動接点４１が固定接点２１から離隔するオープン状態とし、温度上昇に伴って変形することにより、可動片４を可動接点４１が固定接点２１に接触するクローズ状態へと移行させる。 Such a thermally responsive element 5 places the movable piece 4 in an open state in which the movable contact 41 is separated from the fixed contact 21 at the normal operating temperature of the discharge circuit 100, and by deforming as the temperature rises, transitions the movable piece 4 to a closed state in which the movable contact 41 is in contact with the fixed contact 21.

熱応動素子５単体での動作温度は、熱応動素子５を構成する金属の熱膨張率及び厚さ寸法並びに熱応動素子５の曲率等に依存する。従って、これらのパラメーターを適宜変更することにより、所望の動作温度の熱応動素子５を得ることができる。 The operating temperature of the thermally responsive element 5 alone depends on the thermal expansion coefficient and thickness of the metal that constitutes the thermally responsive element 5, as well as the curvature of the thermally responsive element 5. Therefore, by appropriately changing these parameters, a thermally responsive element 5 with the desired operating temperature can be obtained.

ケース１０を構成するケース本体７及び蓋部材８は、難燃性のポリアミド、耐熱性に優れたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの熱可塑性樹脂により成形されている。上述した樹脂と同等以上の特性が得られるのであれば、樹脂以外の材料が適用されてもよい。 The case body 7 and the cover member 8 that constitute the case 10 are molded from thermoplastic resins such as flame-retardant polyamide, polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP), and polybutylene terephthalate (PBT), which have excellent heat resistance. Materials other than resins may be used as long as they have properties equal to or better than those of the above-mentioned resins.

ケース本体７には、可動片４、熱応動素子５などを収容するための内部空間である凹部７３が形成されている。凹部７３は、可動片４を収容するための開口７３ａ，７３ｂ、可動片４及び熱応動素子５を収容するための開口７３ｃ等を有している。なお、ケース本体７に組み込まれた可動片４、熱応動素子５の端縁は、凹部７３の内部に形成されている枠によってそれぞれ当接され、熱応動素子５の変形時に案内される。 The case body 7 is formed with a recess 73, which is an internal space for accommodating the movable piece 4, the thermally responsive element 5, etc. The recess 73 has openings 73a and 73b for accommodating the movable piece 4, and an opening 73c for accommodating the movable piece 4 and the thermally responsive element 5. The edges of the movable piece 4 and the thermally responsive element 5 incorporated in the case body 7 are abutted by frames formed inside the recess 73, and are guided when the thermally responsive element 5 deforms.

図２ないし図４に示されるように、ケース本体７は、底壁７５と、熱応動素子５と接触する接触部７６とを有している。接触部７６は、底壁７５から熱応動素子５の側に突出し、熱応動素子５の第１層５１と接触する。すなわち、熱応動素子５は、図２において、接触部７６の上方に載置される。 As shown in Figs. 2 to 4, the case body 7 has a bottom wall 75 and a contact portion 76 that contacts the thermally responsive element 5. The contact portion 76 protrudes from the bottom wall 75 toward the thermally responsive element 5 and contacts the first layer 51 of the thermally responsive element 5. That is, the thermally responsive element 5 is placed above the contact portion 76 in Fig. 2.

蓋部材８には、カバー片９がインサート成形によって埋め込まれている（図３、４参照）。カバー片９は、上述した銅等を主成分とする金属又はステンレス鋼等の金属をプレス加工することにより板状に形成される。カバー片９は、図３及び図４が示すように、可動片４の第１面と適宜当接し、可動片４の動きを規制すると共に、蓋部材８のひいては筐体としてのケース１０の剛性・強度を高めつつ第１熱応動スイッチ素子１の小型化に貢献する。 The cover piece 9 is embedded in the lid member 8 by insert molding (see Figs. 3 and 4). The cover piece 9 is formed into a plate shape by pressing a metal whose main component is copper or stainless steel, as described above. As shown in Figs. 3 and 4, the cover piece 9 abuts appropriately against the first surface of the movable piece 4, restricting the movement of the movable piece 4 and contributing to the miniaturization of the first thermally responsive switch element 1 while increasing the rigidity and strength of the lid member 8 and, by extension, the case 10 as a housing.

図２に示されるように、固定接点２１、可動片４及び熱応動素子５等を収容したケース本体７の開口７３ａ、７３ｂ、７３ｃ等を塞ぐように、蓋部材８が、ケース本体７に装着される。ケース本体７と蓋部材８とは、例えば超音波溶着によって接合される。このとき、ケース本体７と蓋部材８とは、それぞれの外縁部の全周にわたって連続的に接合され、ケース１０の気密性が向上する。これにより、収容凹部７３がもたらすケース１０の内部空間は密閉され、固定接点２１、可動片４及び熱応動素子５等の部品がケース１０の外部の雰囲気から遮断され、保護されうる。また、超音波溶着によって、可動片４の当接部４３がケース本体７及び蓋部材８と溶着される。 2, the cover member 8 is attached to the case body 7 so as to close the openings 73a, 73b, 73c, etc. of the case body 7 that accommodates the fixed contact 21, the movable piece 4, the thermally responsive element 5, etc. The case body 7 and the cover member 8 are joined by, for example, ultrasonic welding. At this time, the case body 7 and the cover member 8 are continuously joined around the entire circumference of their respective outer edges, improving the airtightness of the case 10. As a result, the internal space of the case 10 created by the accommodation recess 73 is sealed, and the parts such as the fixed contact 21, the movable piece 4, and the thermally responsive element 5 are isolated from the atmosphere outside the case 10 and can be protected. In addition, the contact portion 43 of the movable piece 4 is welded to the case body 7 and the cover member 8 by ultrasonic welding.

図３は、通常温度における第１熱応動スイッチ素子１の動作を示している。通常温度の熱応動素子５は、図２及び３に示されるように、第２方向の側に凸となる初期形状を維持している。初期形状の熱応動素子５は、第１熱応動スイッチ素子１の長手方向での両端部において突起４４ａ及び４４ｂと当接する。このとき、熱応動素子５は、可動片４の弾性部４４が発生する弾性力より大きい弾性力を発生し、可動片４の先端部の突起４４ｂを第１方向の側に押し上げて、可動片４を可動接点４１が固定接点２１から離隔する遮断状態に維持している。従って、固定片２と可動片４との間の通電に伴うジュール熱は生じないため、熱応動素子５の温度は、第１熱応動スイッチ素子１の周辺の温度を正確に反映した温度となる。 Figure 3 shows the operation of the first thermally responsive switching element 1 at normal temperature. The thermally responsive element 5 at normal temperature maintains its initial shape, which is convex toward the second direction, as shown in Figures 2 and 3. The thermally responsive element 5 in its initial shape abuts against the protrusions 44a and 44b at both ends in the longitudinal direction of the first thermally responsive switching element 1. At this time, the thermally responsive element 5 generates an elastic force greater than the elastic force generated by the elastic part 44 of the movable piece 4, pushing up the protrusion 44b at the tip of the movable piece 4 toward the first direction, and maintaining the movable piece 4 in a disconnected state in which the movable contact 41 is separated from the fixed contact 21. Therefore, no Joule heat is generated due to the passage of electricity between the fixed piece 2 and the movable piece 4, so the temperature of the thermally responsive element 5 accurately reflects the temperature around the first thermally responsive switching element 1.

図４は、異常温度における第１熱応動スイッチ素子１の動作を示している。第１熱応動スイッチ素子１の周辺温度が過度に上昇すると、作動温度に達した熱応動素子５は第１方向の側に凸となる形状に変形する。熱応動素子５の上記作動温度は、例えば、７０℃～９０℃である。熱応動素子５の変形に伴い熱応動素子５が弾性部４４を押し上げていた力が消滅または著しく減少し、弾性部４４の弾性力によって、可動接点４１が固定接点２１の側に押圧されて固定接点２１に接触する。これにより、可動片４が導通状態に移行する。 Figure 4 shows the operation of the first thermally responsive switching element 1 at an abnormal temperature. When the temperature around the first thermally responsive switching element 1 rises excessively, the thermally responsive element 5 reaches its operating temperature and deforms into a shape that is convex on the first direction side. The operating temperature of the thermally responsive element 5 is, for example, 70°C to 90°C. As the thermally responsive element 5 deforms, the force with which the thermally responsive element 5 is pushing up the elastic portion 44 disappears or is significantly reduced, and the elastic force of the elastic portion 44 presses the movable contact 41 towards the fixed contact 21 and makes contact with the fixed contact 21. This causes the movable piece 4 to transition to a conductive state.

図５は、図１の放電回路１００の変形例である放電回路１００Ａの回路図である。放電回路１００Ａのうち、以下で説明されてない部分については、上述した放電回路１００の構成が採用されうる。 Figure 5 is a circuit diagram of a discharge circuit 100A, which is a modified example of the discharge circuit 100 in Figure 1. The configuration of the discharge circuit 100 described above can be adopted for the parts of the discharge circuit 100A that are not described below.

放電回路１００Ａは、第１熱応動スイッチ素子１に対して直列に接続される負荷１１５を含んでいる。負荷１１５は、２次電池セル１１１の外に配される。放電回路１００Ａでは、第１熱応動スイッチ素子１のクローズに伴って負荷１１５によって２次電池セル１１１に蓄えられた電荷の一部が消費される。これにより、２次電池セル１１１の内部での温度上昇がより一層抑制される。 The discharge circuit 100A includes a load 115 connected in series to the first thermally responsive switch element 1. The load 115 is disposed outside the secondary battery cell 111. In the discharge circuit 100A, when the first thermally responsive switch element 1 is closed, the load 115 consumes a portion of the charge stored in the secondary battery cell 111. This further suppresses the temperature rise inside the secondary battery cell 111.

放電回路１００Ａにおいて、負荷１１５は、電気エネルギーを光エネルギー、運動エネルギー、音エネルギー及び化学エネルギーのうち少なくとも一つのエネルギーに変換するものが望ましい。電気エネルギーを光エネルギーに変換する負荷１１５の一例としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）が挙げられる。電気エネルギーを運動エネルギーに変換する負荷１１５の一例としては、振動モーターが挙げられる。電気エネルギーを音エネルギーに変換する負荷１１５の一例としては、音を出力するスピーカーが挙げられる。負荷１１５が変換した光エネルギー、運動エネルギー及び音エネルギーは、２次電池セル１１１に異常が生じていることをユーザーに知らせる手段として用いることができる。 In the discharge circuit 100A, the load 115 preferably converts electrical energy into at least one of light energy, kinetic energy, sound energy, and chemical energy. An example of the load 115 that converts electrical energy into light energy is an LED (light-emitting diode). An example of the load 115 that converts electrical energy into kinetic energy is a vibration motor. An example of the load 115 that converts electrical energy into sound energy is a speaker that outputs sound. The light energy, kinetic energy, and sound energy converted by the load 115 can be used as a means of notifying a user that an abnormality has occurred in the secondary battery cell 111.

電気エネルギーを化学エネルギーに変換する負荷１１５の一例としては、例えば、電気分解装置等が挙げられる。 An example of a load 115 that converts electrical energy into chemical energy is an electrolysis device.

さらに、負荷１１５として、通電により２次電池セル１１１から熱を移動させるペルチエ素子が適用されていてもよい。このような構成にあっては、２次電池セル１１１の温度上昇がより一層抑制される。 Furthermore, a Peltier element that transfers heat from the secondary battery cell 111 when current is applied may be used as the load 115. In such a configuration, the temperature rise of the secondary battery cell 111 is further suppressed.

図６は、図５の放電回路１００Ａの変形例である放電回路１００Ｂの回路図である。放電回路１００Ｂのうち、以下で説明されてない部分については、上述した放電回路１００、１００Ａの構成が採用されうる。 Figure 6 is a circuit diagram of a discharge circuit 100B, which is a modified example of the discharge circuit 100A in Figure 5. The configurations of the discharge circuits 100 and 100A described above can be adopted for the parts of the discharge circuit 100B that are not described below.

放電回路１００Ｂでは、２次電池セル１１１に対する負荷１１５の距離Ｄ２は、２次電池セル１１１に対する第１熱応動スイッチ素子１の距離Ｄ１よりも大きく構成されている、のが望ましい。これにより、第１熱応動スイッチ素子１が動作する異常時に熱源となる負荷１１５と２次電池セル１１１とが分散して配置されることとなり、２次電池セル１１１の温度上昇が抑制される。 In the discharge circuit 100B, it is preferable that the distance D2 of the load 115 from the secondary battery cell 111 is greater than the distance D1 of the first thermally responsive switching element 1 from the secondary battery cell 111. This allows the load 115, which becomes a heat source in the event of an abnormality that causes the first thermally responsive switching element 1 to operate, and the secondary battery cell 111 to be disposed in a dispersed manner, suppressing the temperature rise of the secondary battery cell 111.

放電回路１００Ａ及び放電回路１００Ｂにおいて、負荷１１５は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する抵抗発熱体１１６である、のが望ましい。「抵抗発熱体」とは、電気抵抗を有する導体に電流が流れる際に生ずるジュール熱により、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する発熱体である。放電回路１００Ｂの負荷１１５として抵抗発熱体１１６が適用される形態では、異常時に熱源となる抵抗発熱体１１６と２次電池セル１１１とが分散して配置されることとなり、２次電池セル１１１の温度上昇が抑制される。 In the discharge circuits 100A and 100B, the load 115 is preferably a resistive heating element 116 that converts electrical energy into thermal energy. A "resistive heating element" is a heating element that converts electrical energy into thermal energy by Joule heat that is generated when a current flows through a conductor having electrical resistance. In a configuration in which a resistive heating element 116 is used as the load 115 of the discharge circuit 100B, the resistive heating element 116, which becomes a heat source in the event of an abnormality, and the secondary battery cell 111 are disposed in a dispersed manner, suppressing a rise in temperature of the secondary battery cell 111.

図７は、図５の放電回路１００Ａの別の変形例である放電回路１００Ｃを含む電気回路５００Ｃの回路図である。放電回路１００Ｃのうち、以下で説明されてない部分については、上述した放電回路１００、１００Ａ及び１００Ｂの構成が採用されうる。 Figure 7 is a circuit diagram of an electric circuit 500C including a discharge circuit 100C, which is another variation of the discharge circuit 100A in Figure 5. For the parts of the discharge circuit 100C that are not described below, the configurations of the discharge circuits 100, 100A, and 100B described above can be adopted.

放電回路１００Ｃは、２次電池セル１１１に対して直列に接続される第２熱応動スイッチ素子１Ｃを含む点で、放電回路１００Ａとは異なる。 The discharge circuit 100C differs from the discharge circuit 100A in that it includes a second thermally responsive switch element 1C that is connected in series to the secondary battery cell 111.

図８乃至１０は、第２熱応動スイッチ素子１Ｃの構成を示している。第２熱応動スイッチ素子１Ｃのうち、以下で説明されてない部分については、上述した第１熱応動スイッチ素子１の構成が採用されうる。 Figures 8 to 10 show the configuration of the second thermally responsive switching element 1C. For the parts of the second thermally responsive switching element 1C that are not described below, the configuration of the first thermally responsive switching element 1 described above can be adopted.

第２熱応動スイッチ素子１Ｃは、固定片２と、可動片４と、熱応動素子５Ｃとを備えている。第１熱膨張率の第１層５１と、第１熱膨張率より高い第２熱膨張率の第２層５２とを有する、いわゆるバイメタルによって構成されている。 The second thermally responsive switch element 1C includes a fixed piece 2, a movable piece 4, and a thermally responsive element 5C. It is made of a so-called bimetal, which has a first layer 51 with a first thermal expansion coefficient and a second layer 52 with a second thermal expansion coefficient higher than the first thermal expansion coefficient.

本第２熱応動スイッチ素子１Ｃでは、熱応動素子５Ｃの厚さ方向で、第１層５１は可動接点４１の側に、第２層５２は固定接点２１の側に配されている。すなわち、第１層５１は第１方向の側、第２層５２は第２方向の側に配されている。本第２熱応動スイッチ素子１Ｃにおいて、熱応動素子５の初期形状は、第１層５１の側に凸となるように形成されている。 In this second thermally responsive switching element 1C, the first layer 51 is disposed on the movable contact 41 side and the second layer 52 is disposed on the fixed contact 21 side in the thickness direction of the thermally responsive element 5C. That is, the first layer 51 is disposed on the first direction side and the second layer 52 is disposed on the second direction side. In this second thermally responsive switching element 1C, the initial shape of the thermally responsive element 5 is formed so as to be convex on the first layer 51 side.

このような熱応動素子５Ｃは、放電回路１００Ｃの通常の動作温度において可動片４を可動接点４１が固定接点２１に接触するクローズ状態とし、温度上昇に伴って変形することにより、可動片４を可動接点４１が固定接点２１から離隔するオープン状態へと移行させる。 Such a thermally responsive element 5C places the movable piece 4 in a closed state in which the movable contact 41 contacts the fixed contact 21 at the normal operating temperature of the discharge circuit 100C, and by deforming as the temperature rises, transitions the movable piece 4 to an open state in which the movable contact 41 is separated from the fixed contact 21.

図９は、通常の動作状態における第２熱応動スイッチ素子１Ｃの動作を示している。通常の充電又は放電状態においては、熱応動素子５Ｃは逆反り前の初期形状を維持している。弾性部４４によって可動接点４１が固定接点２１の側に押圧されることにより、可動接点４１と固定接点２１とが接触し、第２熱応動スイッチ素子１Ｃの固定片２と可動片４とが導通可能なクローズ状態とされる。 Figure 9 shows the operation of the second thermally responsive switching element 1C in a normal operating state. In a normal charging or discharging state, the thermally responsive element 5C maintains its initial shape before reverse warping. The elastic portion 44 presses the movable contact 41 toward the fixed contact 21, causing the movable contact 41 and the fixed contact 21 to come into contact, and the fixed piece 2 and the movable piece 4 of the second thermally responsive switching element 1C are brought into a closed state in which electrical continuity is possible.

図９に示されるように、熱応動素子５は、導通状態の可動片４の突起４４ａ及び突起４４ｂと離隔していてもよい。これにより、可動接点４１と固定接点２１との接触圧力が高められ、両者間の接触抵抗が低減される。 As shown in FIG. 9, the thermally responsive element 5 may be spaced apart from the protrusions 44a and 44b of the movable piece 4 in the conductive state. This increases the contact pressure between the movable contact 41 and the fixed contact 21, reducing the contact resistance between them.

図１０は、過充電状態又は異常時などにおける第２熱応動スイッチ素子１Ｃの動作を示している。過充電又は異常により高温状態となると、動作温度に達した熱応動素子５Ｃは逆反りして可動片４の弾性部４４と接触し、弾性部４４が押し上げられて固定接点２１と可動接点４１とが離隔する。このとき、固定接点２１と可動接点４１の間を流れていた電流は遮断される。すなわち、第２熱応動スイッチ素子１Ｃは、２次電池セル１１１の発熱に伴いオープンする。 Figure 10 shows the operation of the second thermally responsive switching element 1C in an overcharged state or during an abnormality. When the temperature becomes high due to overcharge or an abnormality, the thermally responsive element 5C reaches its operating temperature and warps inward, coming into contact with the elastic portion 44 of the movable piece 4, pushing up the elastic portion 44 and separating the fixed contact 21 and the movable contact 41. At this time, the current flowing between the fixed contact 21 and the movable contact 41 is interrupted. In other words, the second thermally responsive switching element 1C opens as the secondary battery cell 111 generates heat.

過充電状態を解除し、又は異常状態を解消すると、熱応動素子５は復帰温度に戻り、元の初期形状に復元する。そして、可動片４の弾性部４４の弾性力によって可動接点４１と固定接点２１とは再び接触し、放電回路１００Ｃを含む電気回路５００は遮断状態を解かれ、図９に示される導通状態に復帰する。 When the overcharged state is released or the abnormal state is eliminated, the thermoresponsive element 5 returns to its recovery temperature and restores to its original initial shape. Then, the elastic force of the elastic portion 44 of the movable piece 4 brings the movable contact 41 and the fixed contact 21 back into contact, and the electrical circuit 500 including the discharge circuit 100C is released from the cutoff state and returns to the conductive state shown in FIG. 9.

図１０に示されるオープン状態の第２熱応動スイッチ素子１Ｃによって、２次電池１１０から負荷１２０に供給される放電電流又は給電部１３０から２次電池１１０に供給される充電電流が遮断される。これにより、２次電池１１０の過充電又は過放電から２次電池１１０を保護することが可能となる。 The second thermally responsive switch element 1C in the open state shown in FIG. 10 cuts off the discharge current supplied from the secondary battery 110 to the load 120 or the charge current supplied from the power supply unit 130 to the secondary battery 110. This makes it possible to protect the secondary battery 110 from overcharging or overdischarging.

第１熱応動スイッチ素子１及び第２熱応動スイッチ素子１Ｃの動作温度は、熱応動素子５、５Ｃの曲率、第１層５１、第２層５２の熱膨張率、厚さ等を変更することにより、調整可能である。 The operating temperatures of the first thermally responsive switching element 1 and the second thermally responsive switching element 1C can be adjusted by changing the curvature of the thermally responsive elements 5 and 5C, the thermal expansion coefficients and thicknesses of the first layer 51 and the second layer 52, etc.

第１熱応動スイッチ素子１は、２次電池セル１１１の内部で短絡が生じ、温度が急激に高まって危険な状態にある２次電池セル１１１を保護するために設けられている。これに対して、第２熱応動スイッチ素子１Ｃは、負荷１２０への過放電や給電部１３０からの過充電等の異常が発生したとき、２次電池セル１１１が危険な状態に陥るのを予防するために設けられている。そこで、放電回路１００Ｃにおいては、第２熱応動スイッチ素子１Ｃの動作温度は、第１熱応動スイッチ素子１の動作温度よりも低い、のが望ましい。 The first thermally responsive switching element 1 is provided to protect the secondary battery cell 111 from a dangerous state caused by a short circuit inside the secondary battery cell 111 and a sudden rise in temperature. In contrast, the second thermally responsive switching element 1C is provided to prevent the secondary battery cell 111 from falling into a dangerous state when an abnormality such as over-discharging to the load 120 or over-charging from the power supply unit 130 occurs. Therefore, in the discharge circuit 100C, it is desirable that the operating temperature of the second thermally responsive switching element 1C is lower than the operating temperature of the first thermally responsive switching element 1.

図１１は、放電回路１００Ｃが温度上昇する際に、第１熱応動スイッチ素子１よりも早く第２熱応動スイッチ素子１Ｃが動作している状態を示している。すなわち、同図は、第１熱応動スイッチ素子１のオープン状態が維持されたまま、第２熱応動スイッチ素子１Ｃがクローズ状態からオープン状態に移行した状態を示している。このような状態は、第２熱応動スイッチ素子１Ｃの動作温度を第１熱応動スイッチ素子１の動作温度よりも低く設定することにより実現される。 Figure 11 shows a state in which the second thermally responsive switching element 1C operates faster than the first thermally responsive switching element 1 when the temperature of the discharge circuit 100C rises. In other words, the figure shows a state in which the second thermally responsive switching element 1C transitions from a closed state to an open state while the first thermally responsive switching element 1 is maintained in an open state. This state is achieved by setting the operating temperature of the second thermally responsive switching element 1C lower than the operating temperature of the first thermally responsive switching element 1.

放電回路１００Ｃでは、第２熱応動スイッチ素子１Ｃの動作温度は、第１熱応動スイッチ素子１の動作温度よりも低く設定されているので、上述した過放電や過充電が発生する前に、第１熱応動スイッチ素子１がクローズ状態に移行して負荷１１５への放電が開始されることが抑制される。 In the discharge circuit 100C, the operating temperature of the second thermally responsive switching element 1C is set lower than the operating temperature of the first thermally responsive switching element 1, so that the first thermally responsive switching element 1 is prevented from transitioning to a closed state and starting to discharge to the load 115 before the above-mentioned over-discharge or over-charge occurs.

図８ないし１０に示されるように、第２熱応動スイッチ素子１Ｃは、固定片２と熱応動素子５とを導通させるＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスター６を含んでいる、のが望ましい。ＰＴＣサーミスター６は、固定片２の支持部２３の上方に配置されている。 As shown in Figs. 8 to 10, the second thermally responsive switch element 1C preferably includes a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor 6 that provides electrical continuity between the fixed piece 2 and the thermally responsive element 5. The PTC thermistor 6 is disposed above the support portion 23 of the fixed piece 2.

ＰＴＣサーミスター６は、可動片４が遮断状態にあるとき、固定片２と可動片４とを導通させる。ＰＴＣサーミスター６は、固定片２と熱応動素子５との間に配設されている。熱応動素子５の逆反り動作により固定片２と可動片４との通電が遮断されたとき、ＰＴＣサーミスター６に流れる電流が増大する。ＰＴＣサーミスター６は、温度上昇と共に抵抗値が増大して電流を制限する正特性サーミスターであれば、作動電流、作動電圧、作動温度、復帰温度などの必要に応じて種類を選択でき、その材料及び形状はこれらの諸特性を損なわない限り特に限定されるものではない。本実施形態では、チタニウム酸バリウム、チタニウム酸ストロンチウム又はチタニウム酸カルシウムを含むセラミック焼結体が用いられる。セラミック焼結体の他、ポリマーにカーボン等の導電性粒子を含有させたいわゆるポリマーＰＴＣを用いてもよい。 The PTC thermistor 6 connects the fixed piece 2 and the movable piece 4 when the movable piece 4 is in an interrupted state. The PTC thermistor 6 is disposed between the fixed piece 2 and the thermally responsive element 5. When the electrical connection between the fixed piece 2 and the movable piece 4 is interrupted by the reverse bending of the thermally responsive element 5, the current flowing through the PTC thermistor 6 increases. The PTC thermistor 6 can be selected according to the operating current, operating voltage, operating temperature, return temperature, and other requirements as long as it is a positive characteristic thermistor that limits the current by increasing its resistance with increasing temperature, and its material and shape are not particularly limited as long as these various characteristics are not impaired. In this embodiment, a ceramic sintered body containing barium titanate, strontium titanate, or calcium titanate is used. In addition to the ceramic sintered body, a so-called polymer PTC in which conductive particles such as carbon are contained in a polymer may be used.

図１０に示される遮断状態にある第２熱応動スイッチ素子１Ｃにおいて、熱応動素子５は、可動片４と接触して、僅かな漏れ電流が熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６を通して流れることとなる。すなわち、ＰＴＣサーミスター６は、可動片４を遮断状態に移行させている熱応動素子５を介して、固定片２と可動片４とを導通させる。ＰＴＣサーミスター６は、このような漏れ電流の流れる限り発熱を続け、熱応動素子５を逆反り状態に維持させつつ抵抗値を激増させるので、電流は固定接点２１と可動接点４１の間の経路を流れず、上述の僅かな漏れ電流のみが存在する（自己保持回路を構成する）。この漏れ電流は電気回路の機能の一部に充てることができる。 In the second thermal switch element 1C in the cut-off state shown in FIG. 10, the thermal element 5 comes into contact with the movable piece 4, and a small leakage current flows through the thermal element 5 and the PTC thermistor 6. That is, the PTC thermistor 6 connects the fixed piece 2 and the movable piece 4 through the thermal element 5, which has switched the movable piece 4 to the cut-off state. The PTC thermistor 6 continues to generate heat as long as this leakage current flows, and the resistance value increases dramatically while maintaining the thermal element 5 in a reverse warped state, so that no current flows through the path between the fixed contact 21 and the movable contact 41, and only the small leakage current mentioned above exists (forming a self-holding circuit). This leakage current can be used for part of the function of the electrical circuit.

一方、２次電池セル１１１が危険にさらされていない通常の状態において、第１熱応動スイッチ素子１はオープン状態を維持している。従って、図２ないし４に示されるように、第１熱応動スイッチ素子１は、ＰＴＣサーミスターを含まない、のが望ましい。これにより、２次電池セル１１１が通常の状態において、負荷１１５への放電により、２次電池セル１１１の電力が無駄に消費されることが抑制される。 On the other hand, in a normal state where the secondary battery cell 111 is not exposed to danger, the first thermally responsive switch element 1 maintains an open state. Therefore, as shown in Figures 2 to 4, it is preferable that the first thermally responsive switch element 1 does not include a PTC thermistor. This prevents the secondary battery cell 111 from wasting power due to discharging to the load 115 when the secondary battery cell 111 is in a normal state.

以上、本発明の放電回路１００等が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。すなわち、本発明の放電回路１００等は、少なくとも、２次電池セル１１１に対して並列に接続される第１熱応動スイッチ素子１を含み、第１熱応動スイッチ素子１は、２次電池セル１１１の発熱に伴いクローズする、ように構成されていればよい。 The discharge circuit 100 of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiment described above and may be modified and implemented in various forms. That is, the discharge circuit 100 of the present invention includes at least a first thermally responsive switch element 1 connected in parallel to the secondary battery cell 111, and the first thermally responsive switch element 1 is configured to close in response to heat generation from the secondary battery cell 111.

［付記］
本発明は以下の態様を含む。 [Additional Notes]
The present invention includes the following aspects.

［本発明１］
２次電池セルに対して並列に接続される第１熱応動スイッチ素子を含み、
前記第１熱応動スイッチ素子は、前記２次電池セルの発熱に伴いクローズする、
放電回路。
［本発明２］
前記第１熱応動スイッチ素子は、
固定接点を有する固定片と、
可動接点を有し、弾性変形することにより前記可動接点を前記固定接点に接触可能に配された可動片と、
温度上昇に伴って変形することにより該可動片を前記可動接点が前記固定接点から離隔するオープン状態から前記可動接点が前記固定接点に接触するクローズ状態へと移行させる熱応動素子とを備える、本発明１に記載の放電回路。
［本発明３］
前記第１熱応動スイッチ素子に対して直列に接続される負荷を含む、本発明１に記載の放電回路。
［本発明４］
前記負荷は、電気エネルギーを光エネルギー、運動エネルギー、音エネルギー及び化学エネルギーのうち少なくとも一つのエネルギーに変換する、本発明３に記載の放電回路。
［本発明５］
前記２次電池セルに対する前記負荷の距離は、前記２次電池セルに対する前記第１熱応動スイッチ素子の距離よりも大きい、本発明３に記載の放電回路。
［本発明６］
前記負荷は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する抵抗発熱体である、本発明５に記載の放電回路。
［本発明７］
前記２次電池セルに対して直列に接続される第２熱応動スイッチ素子を含み、
前記第２熱応動スイッチ素子は、前記２次電池セルの発熱に伴いオープンする、本発明１に記載の放電回路。
［本発明８］
前記第２熱応動スイッチ素子の動作温度は、前記第１熱応動スイッチ素子の動作温度よりも低い、本発明７に記載の放電回路。
［本発明９］
前記第２熱応動スイッチ素子は、前記固定片と可動片とを導通させる正特性サーミスターを含み、前記第１熱応動スイッチ素子は、正特性サーミスターを含まない、本発明７または８に記載の放電回路。 [Invention 1]
a first thermal switch element connected in parallel to the secondary battery cell;
The first thermal switch element closes in response to heat generation from the secondary battery cell.
Discharge circuit.
[Invention 2]
The first thermal switching element is
A fixed piece having a fixed contact;
a movable piece having a movable contact and arranged so as to be capable of bringing the movable contact into contact with the fixed contact by elastic deformation;
The discharge circuit of the present invention 1 further comprises a thermally responsive element that deforms with an increase in temperature, thereby transitioning the movable piece from an open state in which the movable contact is separated from the fixed contact to a closed state in which the movable contact is in contact with the fixed contact.
[The present invention 3]
2. The discharge circuit according to claim 1, further comprising a load connected in series with the first thermal switch element.
[Invention 4]
The discharge circuit according to claim 3, wherein the load converts electrical energy into at least one of light energy, kinetic energy, sound energy, and chemical energy.
[Invention 5]
4. The discharge circuit according to claim 3, wherein a distance of the load from the secondary battery cell is greater than a distance of the first thermal switch element from the secondary battery cell.
[Invention 6]
6. The discharge circuit according to claim 5, wherein the load is a resistive heating element that converts electrical energy into thermal energy.
[Invention 7]
a second thermal switch element connected in series to the secondary battery cell;
The discharge circuit according to claim 1, wherein the second thermal switch element opens in response to heat generation from the secondary battery cell.
[The present invention 8]
8. The discharge circuit according to claim 7, wherein the operating temperature of the second thermal switching element is lower than the operating temperature of the first thermal switching element.
[The present invention 9]
9. A discharge circuit according to claim 7 or 8, wherein the second thermal switching element includes a positive temperature coefficient thermistor that connects the fixed piece and the movable piece, and the first thermal switching element does not include a positive temperature coefficient thermistor.

１ ：第１熱応動スイッチ素子
１ ：熱応動スイッチ素子
１Ｃ ：第２熱応動スイッチ素子
２ ：固定片
４ ：可動片
５ ：熱応動素子
５Ｃ ：熱応動素子
６ ：サーミスター
２１ ：固定接点
４１ ：可動接点
１００ ：放電回路
１００Ａ ：放電回路
１００Ｂ ：放電回路
１００Ｃ ：放電回路
１１０ ：２次電池
１１１ ：２次電池セル
１１５ ：負荷
１１６ ：抵抗発熱体
１２０ ：負荷
Ｄ１ ：距離
Ｄ２ ：距離 1: First thermally responsive switching element 1: Thermally responsive switching element 1C: Second thermally responsive switching element 2: Fixed piece 4: Movable piece 5: Thermally responsive element 5C: Thermally responsive element 6: Thermistor 21: Fixed contact 41: Movable contact 100: Discharge circuit 100A: Discharge circuit 100B: Discharge circuit 100C: Discharge circuit 110: Secondary battery 111: Secondary battery cell 115: Load 116: Resistive heating element 120: Load D1: Distance D2: Distance

Claims (9)

２次電池セルに対して並列に接続される第１熱応動スイッチ素子を含み、
前記第１熱応動スイッチ素子は、前記２次電池セルの発熱に伴いクローズする、
放電回路。 a first thermal switch element connected in parallel to the secondary battery cell;
The first thermal switch element closes in response to heat generation from the secondary battery cell.
Discharge circuit. 前記第１熱応動スイッチ素子は、
固定接点を有する固定片と、
可動接点を有し、弾性変形することにより前記可動接点を前記固定接点に接触可能に配された可動片と、
温度上昇に伴って変形することにより該可動片を前記可動接点が前記固定接点から離隔するオープン状態から前記可動接点が前記固定接点に接触するクローズ状態へと移行させる熱応動素子とを備える、請求項１に記載の放電回路。 The first thermal switching element is
A fixed piece having a fixed contact;
a movable piece having a movable contact and arranged so as to be capable of bringing the movable contact into contact with the fixed contact by elastic deformation;
2. The discharge circuit according to claim 1, further comprising a thermally responsive element that deforms with an increase in temperature to transition the movable piece from an open state in which the movable contact is separated from the fixed contact to a closed state in which the movable contact is in contact with the fixed contact. 前記第１熱応動スイッチ素子に対して直列に接続される負荷を含む、請求項１に記載の放電回路。 The discharge circuit of claim 1, including a load connected in series with the first thermal switch element. 前記負荷は、電気エネルギーを光エネルギー、運動エネルギー、音エネルギー及び化学エネルギーのうち少なくとも一つのエネルギーに変換する、請求項３に記載の放電回路。 The discharge circuit of claim 3, wherein the load converts electrical energy into at least one of light energy, kinetic energy, sound energy, and chemical energy. 前記２次電池セルに対する前記負荷の距離は、前記２次電池セルに対する前記第１熱応動スイッチ素子の距離よりも大きい、請求項３に記載の放電回路。 The discharge circuit of claim 3, wherein the distance of the load from the secondary battery cell is greater than the distance of the first thermal switch element from the secondary battery cell. 前記負荷は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する抵抗発熱体である、請求項５に記載の放電回路。 The discharge circuit according to claim 5, wherein the load is a resistive heating element that converts electrical energy into thermal energy. 前記２次電池セルに対して直列に接続される第２熱応動スイッチ素子を含み、
前記第２熱応動スイッチ素子は、前記２次電池セルの発熱に伴いオープンする、請求項１に記載の放電回路。 a second thermal switch element connected in series to the secondary battery cell;
2. The discharge circuit according to claim 1, wherein the second thermal switch element opens in response to heat generation from the secondary battery cell. 前記第２熱応動スイッチ素子の動作温度は、前記第１熱応動スイッチ素子の動作温度よりも低い、請求項７に記載の放電回路。 The discharge circuit of claim 7, wherein the operating temperature of the second thermal switching element is lower than the operating temperature of the first thermal switching element. 前記第２熱応動スイッチ素子は、前記固定片と可動片とを導通させる正特性サーミスターを含み、前記第１熱応動スイッチ素子は、正特性サーミスターを含まない、請求項７に記載の放電回路。 The discharge circuit of claim 7, wherein the second thermal switch element includes a positive temperature coefficient thermistor that electrically connects the fixed piece and the movable piece, and the first thermal switch element does not include a positive temperature coefficient thermistor.

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