JP4428251B2 - Secondary battery safety protection method and safety protection device - Google Patents
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Description
例えばリチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池を安全に使用するための二次電池の安全保護方法及び安全保護装置に関する。 The present invention relates to a secondary battery safety protection method and a safety protection device for safely using a chargeable / dischargeable secondary battery such as a lithium ion battery.
従来から二次電池として鉛蓄電池が一般的に使用されているが、近年、蓄電媒体として非常に高い電力密度をもち小型化が可能な、リチウムイオン電池が広く使用されてきている。図8にリチウムイオン電池の一形態であるラミネート型リチウムイオン電池の構造を示す。ラミネート型リチウムイオン電池としてのリチウムセル1は、例えばコバルト酸リチウム(LiCoO2)やマンガン酸リチウム(LiMnO2)などの正極材料2と例えばグラファイト(炭素)などの負極材料3との間に、絶縁のためセパレータ4を挿入し、これらを何層かに積層した積層構造体5とした後、この積層構造体5を電解液と共に上下からアルミラミネート6,6で封止した構造になっている。正極材料2及び負極材料3には、それぞれ正極電極2aと負極電極3aが形成されており、アルミラミネート6,6の貼り合わせ部分から外部へ突出している。なお、電極の取り出し方,形状,材質についてや、ラミネート電池全体の大きさなどは特に制限されず、種々のものがある。
Conventionally, lead-acid batteries are generally used as secondary batteries, but in recent years, lithium-ion batteries that have a very high power density and can be miniaturized have been widely used as power storage media. FIG. 8 shows a structure of a laminated lithium ion battery which is one form of the lithium ion battery. A
このような構造を有するリチウムセル1は、蓄電媒体として非常に高い電力密度をもつものの、過電圧に弱く、充電時などに過度の過電圧が加わることにより発煙,発火につながるリスクがある。
Although the
以下に、過充電を印加させた時のリチウムセル1の発煙,発火に至るメカニズムについて、リチウムセル1の温度に対する状態を示した図9を参照しながら説明する。
Hereinafter, the mechanism leading to smoke and ignition of the
まず、過電圧が印加されると電池内部の電解液分解が加速され、熱が発生して電池の温度上昇が始まる。それと同時に、電池内部に電解液の蒸発ガス(ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート)が発生してアルミラミネート6,6の膨張を引き起こす。この際、防爆弁からガス抜きされるものもある。本電池のセパレータ4は2重構造になっており、材質はPE(ポリエチレン)とPP(ポリプロピレン)から形成されている。電池の内部温度が上昇し、約120℃に到達すると、内部のセパレータ4が収縮を開始する。さらに温度が上昇すると約135℃でセパレータ4を構成するPEセパレータが溶け出す。そして約165℃でもう一方のPPセパレータが溶け出す。PPセパレータが溶け出したところで、リチウムセル1の内部絶縁破壊が進む。また、アルミラミネート6,6の封しが破れ、内部ガスが噴出を開始する。そこから急速に温度上昇が進み約250℃で電解液の熱分解が発生すると、CH4,C2H4,C2H6などのガスが発生し、セパレータ4の絶縁性が崩壊する。やがて、内部ショートに至ることでスパーク現象が着火点となり、最終的には発火に至る。
First, when an overvoltage is applied, the decomposition of the electrolyte inside the battery is accelerated, heat is generated, and the battery temperature starts to rise. At the same time, an evaporation gas (diethyl carbonate, ethylene carbonate) of the electrolyte is generated inside the battery, causing the
このように、リチウムセル1は、リチウムイオンということで過電圧に弱く、過電圧を印加すると最悪ケースとして発煙、発火に至ることがわかっていた。しかし、印加される電圧,電流を含めた注入エネルギー(充電電力)とラミネート型リチウムイオン電池が発煙,発火に至るまでの詳細な関係が解明されず、その根本対策ができない状況が続いていた。そこで、この安全上の問題を解決する暫定的な方策として、通常、電池の発煙,発火を防ぐための保護回路(例えば特許文献1)が、その充電器や電池パック内などに装置されている。特許文献1では、可燃性ガス等を検出した際に、二次電池への充電を禁止することにより、電池の発煙,発火を防いでいる。
Thus, it has been known that the
図10は、リチウムセル1を電子機器などに装置する場合の概略構成を示すブロック図である。同図において、リチウムセル1は、保護回路11が共に組み込まれた電池パック10として装置されている。保護回路11は、例えば電流ヒューズや、温度ヒューズや、過電圧保護などを備えたものであり、過電流,過電圧,温度異常時にリチウムセル1へ供給される充電電力を遮断し保護する。電池パック10の前段には、リチウムセル1に充電電力を注入して充電する充電器12が接続されている。充電器12は、安定化した電力を生成する安定化電源13と、当該電力を用いて電池パック10へ充電電力を供給し、リチウムセル1を充電する充電回路14とから構成される。充電回路14は、充電電圧又は充電電流を一定にしてリチウムセル1をリニア充電する定電圧・定電流回路や、充電電流をパルス状に供給してリチウムセル1をパルス充電するパルス充電回路などからなり、これらは電池の性能や寿命などにより適宜決定される。
しかし、何らかの原因で前記保護回路が動作しない場合には、発煙,発火のリスクが避けられないため、電源装置、無停電電源装置など高信頼を要求する分野への普及が立ち遅れてきた。 However, if the protection circuit does not operate for some reason, the risk of smoke and fire is unavoidable, and the spread to the fields requiring high reliability such as power supply devices and uninterruptible power supply devices has been delayed.
現状では、前述したような発煙,発火に至るメカニズムの中において、過電圧,過充電などの注入エネルギー(電圧・電流ストレス)に対して、どこまでそのプロセスが進行するかの解明がなされていない。従って、電池メーカも電池を使う装置メーカも発煙,発火に対して保護回路に頼らざるを得ない状況である。ところが電池を監視して制御をかける保護回路は、監視部(電圧モニター,電流モニター,温度モニター)が異常の場合、或いはその監視部から信号を受けて制御する制御部(回路部)が異常の場合、或いはその制御部の信号を受けて動作する保護素子(遮断スイッチ,ヒューズ,FET,トランジスタなどの半導体スイッチ)が動作しない場合には、保護回路としての役割を果たせなくなる。すなわち、最悪ケースの場合、発煙,発火という事態を引き起こす可能性がある。 At present, in the mechanism leading to smoke and ignition as described above, it has not been elucidated how far the process proceeds with respect to injection energy (voltage / current stress) such as overvoltage and overcharge. Therefore, both battery manufacturers and device manufacturers that use batteries must rely on protection circuits against smoke and fire. However, the protection circuit that monitors and controls the battery has a fault when the monitoring unit (voltage monitor, current monitor, temperature monitor) is abnormal or the control unit (circuit unit) that receives and controls the signal from the monitoring unit is abnormal. In this case, or when a protection element (semiconductor switch such as a cut-off switch, a fuse, an FET, or a transistor) that operates in response to a signal from the control unit does not operate, it cannot function as a protection circuit. That is, in the worst case, there is a possibility of causing smoke and fire.
そこで本発明は上記問題点に鑑み、二次電池の発煙,発火を未然に防ぐことが可能な二次電池の安全保護方法及び安全保護装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a secondary battery safety protection method and a safety protection device that can prevent smoke and ignition of a secondary battery.
本発明における請求項1の二次電池の安全保護方法では、充電電力を、二次電池を安全に使用するための安全動作領域の境界値である絶対最大定格損失より低い値に制限して二次電池に注入する。 In the secondary battery safety protection method according to the first aspect of the present invention, the charging power is limited to a value lower than the absolute maximum rated loss, which is a boundary value of the safe operation region for safely using the secondary battery. Inject into the next battery.
本発明における請求項2の二次電池の安全保護装置では、二次電池へ充電電力を供給する充電電源側に接続される入力端子と、二次電池側に接続される出力端子と、前記入力端子に入力された前記充電電力を、二次電池を安全に使用するための安全動作領域の境界値である絶対最大定格損失より低い値に制限して前記出力端子に出力する電力制限手段とを備えている。 In the secondary battery safety protection device according to the second aspect of the present invention, the input terminal connected to the charging power supply side for supplying charging power to the secondary battery, the output terminal connected to the secondary battery side, and the input Power limiting means for limiting the charging power input to the terminal to a value lower than an absolute maximum rated loss that is a boundary value of a safe operation region for safely using a secondary battery, and outputting to the output terminal I have.
本発明は、二次電池の発煙,発火に至るプロセスが二次電池に注入される充電電力に依存して進行することに着目してなされたものであり、この充電電力を、二次電池を安全に使用するための安全動作領域内に制限することにより、如何なる状態においても安全に二次電池を動作させることができる。 The present invention has been made by paying attention to the fact that the process leading to smoke and ignition of the secondary battery proceeds depending on the charging power injected into the secondary battery. By limiting within the safe operation area for safe use, the secondary battery can be operated safely in any state.
本発明によると、二次電池に注入される充電電力を制限することにより、二次電池の発煙,発火を未然に防ぐことが可能となり、発煙,発火のない安全な二次電池パックを提供できる。 According to the present invention, by limiting the charging power injected into the secondary battery, it becomes possible to prevent the secondary battery from smoking and igniting, and a safe secondary battery pack free from smoking and ignition can be provided. .
本発明は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池において、発煙,発火に至るメカニズムを解明すると共に、発煙,発火に至らない安全動作領域が、二次電池に注入された注入エネルギー量(充電電力量)ではなく、そこに注入される単位時間あたりのエネルギー量である注入エネルギー(充電電力Pc)により決定されるという関係を発見し、さらにこの注入エネルギーを制御することで安全に二次電池を使用することができるようにしたものである。従来、この安全動作領域は不明確であり、二次電池に注入される注入エネルギーは、充電器側に依存していた。従って、充電器の種類によっては、安全動作領域以上の注入エネルギーが電池パックに注入される危険があった。すなわち、電池パック側からの安全性は前記保護回路のみで保障されるため、電池パック自体で完全に安全を保障することが困難であった。そこで、本発明は、発煙,発火の根本原因となる注入エネルギーと二次電池の温度と許容エネルギーとの間の法則に従った安全動作領域を定義することにより、充電器側から送出されるエネルギーに依存せず、例えば保護回路が壊れた場合などの如何なる状態においても電池パック内で単独に安全性が保てるように、この安全動作領域内で二次電池が動作するように注入エネルギーを制御する。 The present invention elucidates the mechanism leading to smoke and ignition in a secondary battery such as a lithium-ion battery, for example, and the safe operation area that does not lead to smoke and ignition is the amount of injected energy (charging power) injected into the secondary battery. The amount of energy per unit time injected into it (charging power Pc) is discovered, and the secondary battery can be safely controlled by controlling this injected energy. It can be used. Conventionally, this safe operation area is unclear, and the injection energy injected into the secondary battery depends on the charger side. Therefore, depending on the type of the charger, there is a risk that injection energy exceeding the safe operation area is injected into the battery pack. That is, since the safety from the battery pack side is ensured only by the protection circuit, it is difficult to completely ensure the safety by the battery pack itself. Therefore, the present invention defines the safe operating area in accordance with the law between the injection energy that is the root cause of smoke and ignition, the temperature of the secondary battery, and the allowable energy. The injection energy is controlled so that the secondary battery operates in this safe operation area so that the safety can be maintained independently in the battery pack in any state such as when the protection circuit is broken. .
以下、添付図面を参照しながら、本発明における二次電池の安全保護方法及び安全保護装置の好ましい実施例を説明する。なお、従来例と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of a secondary battery safety protection method and a safety protection device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as a prior art example, and since description of a common part overlaps, it abbreviate | omits as much as possible.
図1は、本発明における二次電池の安全保護方法及び安全保護装置を体現した電力制限回路20を組み込んだ電池パック10を電子機器などに装置する場合の概略構成を示すブロック図である。同図において、電池パック10内には、充放電可能な二次電池としてのリチウムセル1と、過電流,過電圧,温度異常時にリチウムセル1へ供給される充電電力Pcを遮断し保護する保護回路11と、後述する電力制限回路20とが組み込まれている。リチウムセル1及び保護回路11の構成は、従来例で示したものと同様である。電池パック10の前段には、リチウムセル1に充電電力Pcを注入して充電する充電器12が接続されている。充電器12は、従来例で示したものと同様に、安定化した電力を生成する安定化電源13と、当該電力を用いて電池パック10へ充電電力Pcを供給し、リチウムセル1を充電する充電回路14とから構成される。なお、本実施例における充電回路14には、充電電力量の算出が容易な定電圧・定電流回路を用いているが、もちろんパルス充電回路などでもよい。また、図2で示すように、電力制限回路20を充電器12側に組み込んでも良く、この場合、リチウムセル1の寿命などにより電池パック10を交換しても常に安全動作領域内で充電することができる。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration when a
図3は、電池パック10の外観を示す斜視図である。リチウムセル1は、電力制限回路20の構成部品が表面実装されたアルミ基板21上に載置されている。アルミ基板21は、放熱性に優れた実装基板であればどのようなものでもよく、例えば金属板とプリント基板を組み合わせたものなどでもよい。アルミ基板21の前部には、電力制限回路20が寄せ集めて実装されており、リチウムセル1はアルミ基板21の中央部から後部にかけて広がる無実装部分(実装部品が実装されていない部分)に載置されている。また、保護回路11は、例えば電力制限回路20周辺などアルミ基板21上の適当な場所に実装されている。リチウムセル1の正極電極2a及び負極電極3aは、電力制限回路20と電気的に接続するために、アルミ基板21に例えば半田付けなどにより電気的に接続,固定されている。アルミ基板21は放熱性に優れているため、リチウムセル1が発する熱を良好に放熱する放熱器として作用し、後述するリチウムセル1の安全動作領域を拡大させることができる。アルミ基板21から突出して設けられたファストン端子24,24は、図示しない充電器12と電気的に接続するための接続端子であり、アルミ基板21に例えば半田付けなどにより電気的に接続,固定されている。すなわち、ファストン端子24,24は、電力制限回路20を介して、正極電極2a及び負極電極3aに電気的に接続されている。もちろん、充電器12との接続は、コネクタ等を利用してもよい。
FIG. 3 is a perspective view showing the external appearance of the
リチウムセル1が載置された面側となるアルミ基板21の上部は、前部鉄カバー25と後部鉄カバー22とにより覆われており、前部鉄カバー25が電力制限回路20及びファストン端子24,24の一部を、後部鉄カバー22がリチウムセル1を、それぞれ覆う状態でアルミ基板21に被装されている。このようにアルミ基板21上を前部鉄カバー25と後部鉄カバー22とで分離して覆うことにより、電力制限回路20とリチウムセル1とが隔離されるため、熱暴走時にリチウムセル1からガスが噴出しても電力制限回路20へ影響を及ぼすことがなく、電力制限回路20などからの着火を防ぐこともできる。後部鉄カバー22の後面(正極電極2a及び負極電極3aとは反対側となる面)には、リチウムセル1の防爆弁(図示せず)からガスが噴出した際に、電池パック10外部へ当該ガスを排出する防爆弁用穴23が開口形成されている。
The upper part of the
図3の電池パック10は、単一のリチウムセル1を備えた単セルパックとなっているが、図4のように、複数のリチウムセル1が積層接続されてなる電池スタック26を組み込んだ組セルパックとしてもよい。このとき、単セルに電力制限回路20を設けることで、リチウムセル1単体で安全が補償できるため、これを組み合わせることで安全でなおかつ自由自在なリチウム電池の組セルパックが提供できる。同図では、充電器12との接続に、ファストン端子24,24の代わりに入力コネクタ27を設けている。また、組セルパックの変形例として、図5に示すように、各リチウムセル1間にアルミ板等の放熱性に優れた放熱部材28を挿入したものもある。電池スタック26はリチウムセル1を上下に段積みした構成となっているため、電池スタック26の中心部に熱が篭り易く、その中心部に位置するリチウムセル1は他のものに比べ高温になりやすい。放熱性に優れた放熱部材28を各リチウムセル1間に設けることにより各リチウムセル1の熱が速やかに放熱されるため、電池スタック26の中心部に熱が篭らず、当該安全動作領域を拡大させることができる。
The
次に、本発明の特徴部である電力制限回路20について詳述する。
Next, the
まず、前提条件となるラミネート型リチウムイオン電池からなるリチウムセル1の安全動作領域を定義する。安全動作領域とは、発煙,発火に至らない充電条件を決定するパラメータであり、これは二次電池の注入エネルギー量によらず、二次電池の許容エネルギーにより決定される。リチウムイオン電池の許容エネルギーを算出するに先立って、リチウムイオン電池に注入される注入エネルギー量E(電力量)は、下記で算出できる。
First, a safe operation area of the
図6は、電力制限回路20の構成を示したものである。電力制限回路20は、充電器12側に接続される一対の入力端子30,30と、リチウムセル1側に接続される一対の出力端子37,37と、入力端子30と出力端子37との間に接続され、充電器12からリチウムセル1へ注入される充電電力Pcの電力路を開閉する例えばトランジスタなどからなるスイッチ素子31と、スイッチ素子31の開閉動作を制御する例えばマイクロコンピュータなどからなる充電電力制御手段32と、抵抗33,34からなる電圧検出手段35と、例えばシャント抵抗やカレントトランスなどからなる電流検出手段36とから構成される。
FIG. 6 shows the configuration of the
充電電力制御手段32は、リチウムセル1の構造に応じて予め設定された、絶対最大定格温度Tmax,セル中心部と周囲温度との熱抵抗θJ-aと、例えば温度センサなどにより測定した周囲温度Taを用いて絶対最大定格損失Pmaxを求める。なお、周囲温度Taは、実測値を用いずに適当な値を設定してもよい。充電器12から入力端子30,30に充電電力Pcが供給されると、電圧検出手段35が充電電力Pcの電圧を抵抗33,34で分圧した電圧値を充電電力制御手段32へ入力すると共に、電流検出手段36が充電電力Pcの電流値を充電電力制御手段32へ入力する。充電電力制御手段32は、電圧検出手段35及び電流検出手段36から入力された電圧値及び電流値から充電電力Pcの値を算出する。このとき、充電電力Pc≒KVc*I(t)であるため、電圧検出手段35及び電流検出手段36から入力された電圧値及び電流値を適当な周期でサンプリングし、充電電力Pcの瞬時値を算出すればよい。もちろん、例えば、充電開始から現在に至るまでの電圧値,電流値を毎秒サンプリングし、当該サンプリング回数を注入エネルギー継続時間τとして、注入エネルギー量Eとなる毎秒における充電電力Pcの積算値を求め、注入エネルギー量Eを注入エネルギー継続時間τで除することにより平均化した充電電力Pcを算出してもよい。充電電力制御手段32は、この充電電力Pcの算出値を監視し、適宜スイッチ素子31を開閉させることにより、当該充電電力Pcの算出値が安全動作領域の境界値となる絶対最大定格損失Pmax内となるよう電力制限する。すなわち、出力端子37,37からリチウムセル1へ注入される充電電力Pcを、リチウムセル1を安全に使用するための安全動作領域の境界値Pmax内に制限することにより、如何なる状態においても安全にリチウムセル1を動作させることができる。従って、リチウムセル1の発煙,発火を未然に防ぐことが可能となり、発煙,発火のない安全な電池パック10を提供できる。
The charging power control means 32 includes an absolute maximum rated temperature Tmax, a thermal resistance θJ-a between the cell center and the ambient temperature, which is preset according to the structure of the
電力制限回路20は、例えばDC/DCコンバータなどの電力変換手段で構成してもよい。図7は、電力制限回路20をDC/DCコンバータにより構成した例を示している。同図における電力制限回路20は、充電器12側に接続される一対の入力端子30,30と、リチウムセル1側に接続される一対の出力端子37,37と、一次巻線40aと二次巻線40bとを有するトランス40と、例えばトランジスタなどからなるスイッチング素子41と、スイッチング素子41のスイッチング動作を制御する例えばマイクロコンピュータなどからなるスイッチング制御手段43と、整流平滑回路42とから構成される。入力端子30,30間には、一次巻線40aとスイッチング素子41とからなる直列回路が接続される。二次巻線40bは、整流平滑回路42を介して出力端子37,37に接続される。この電力制限回路20では、スイッチング素子41のスイッチング動作により、充電器12から入力端子30,30に入力された充電電力Pcが一次巻線40aに断続的に供給され、二次巻線40bの誘起電力が整流平滑回路42により整流平滑され出力端子31,31からリチウムセル1へ出力される。このとき、スイッチング制御手段43が、予め算出しておいた絶対最大定格損失Pmaxに基づいて、図示しない充電電力検出手段により検出される前記誘起電力(電力変換後の充電電力Pc)を監視し、周知のPWM制御などを用いて適宜スイッチング素子41をスイッチング制御することにより、当該誘起電力が安全動作領域の境界値となる絶対最大定格損失Pmax内となるよう電力制限する。この場合、電力制限回路20にトランス40を用いることにより、一次側と二次側が絶縁されるため、二次側となるリチウムセル1に異常が発生しても、その影響が一次側まで波及せず好ましい。
The
以上のように本実施例の電力制限回路20では、充電電力Pcを所定値となる安全動作領域の境界値Pmaxより低い値に制限して二次電池としてのリチウムセル1に注入する。また、リチウムセル1へ充電電力Pcを供給する充電電源としての充電器12側に接続される入力端子30と、リチウムセル1側に接続される出力端子37と、入力端子30に入力された充電電力Pcを安全動作領域の境界値Pmaxより低い値に制限して出力端子37に出力する電力制限手段としてのスイッチ素子31,充電電力制御手段32(スイッチング素子41,スイッチング制御手段43)とを備えている。
As described above, in the
本発明は、リチウムセル1の発煙,発火に至るプロセスがリチウムセル1に注入される充電電力Pcに依存して進行することに着目してなされたものであり、この充電電力Pcを、リチウムセル1を安全に使用するための安全動作領域の境界値Pmax内に制限することにより、如何なる状態においても安全にリチウムセル1を動作させることができる。従って、リチウムセル1に注入されるエネルギー量を制限することにより、リチウムセル1の発煙,発火を未然に防ぐことが可能となり、発煙,発火のない安全な電池パック10を提供できる。
The present invention has been made by paying attention to the fact that the process leading to smoke and ignition of the
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、ラミネート型リチウム電池パック,ラミネート型リチウム電池充電器,ラミネート型リチウム電池を備えた電源装置,UPSなどに適用可能である。 In addition, this invention is not limited to the said Example, It can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, the present invention can be applied to a laminated lithium battery pack, a laminated lithium battery charger, a power supply device including a laminated lithium battery, a UPS, and the like.
1 リチウムセル(二次電池)
12 充電器(充電電源)
20 電力制限回路(安全保護装置)
30 入力端子
31 スイッチ素子(電力制限手段)
32 充電電力制御手段(電力制限手段)
37 出力端子
41 スイッチング素子(電力制限手段)
43 スイッチング制御手段(電力制限手段)
1 Lithium cell (secondary battery)
12 Battery charger (charging power supply)
20 Power limit circuit (safety protection device)
30 input terminals
31 Switch element (power limiting means)
32 Charging power control means (power limiting means)
37 Output terminal
41 Switching element (power limiting means)
43 Switching control means (power limiting means)
Claims (2)
前記セルを安全に使用するための安全動作領域の境界値である絶対最大定格損失よりも、充電時に前記セルに注入される単位時間あたりのエネルギー量である充電電力を、低い値に制限して二次電池に注入し、
前記絶対最大定格損失Pmaxは、前記セル内部のセパレータの溶解温度を絶対最大定格温度Tmaxとし、周囲温度をTaとし、セル表面温度と周囲温度の熱抵抗をθ c-a とし、セル中心部とセル表面温度の熱抵抗をθ J-c としたときにPmax=(Tmax−Ta)/(θ c-a +θ J-c )となることを特徴とする二次電池の安全保護方法。 A method for protecting a secondary battery comprising one or more cells,
Than the absolute maximum rating loss is a boundary value of the safe operating area for the safe use of the cell, the charging power is the energy per unit time to be injected into the cell during charging, is limited to a low value Injected into the secondary battery ,
The absolute maximum rated loss Pmax is the melting temperature of the separator inside the cell is the absolute maximum rated temperature Tmax, the ambient temperature is Ta, the cell surface temperature and the thermal resistance of the ambient temperature are θ ca , the cell center and the cell surface A safety protection method for a secondary battery, wherein Pmax = (Tmax−Ta) / (θ ca + θ Jc ) when the thermal resistance of temperature is θ Jc .
二次電池へ充電電力を供給する充電電源側に接続される入力端子と、
二次電池側に接続される出力端子と、
前記セルを安全に使用するための安全動作領域の境界値である絶対最大定格損失よりも、前記入力端子に入力された充電時に前記セルに注入される単位時間あたりのエネルギー量である前記充電電力を、低い値に制限して前記出力端子に出力する電力制限手段とを備え、
前記絶対最大定格損失Pmaxは、前記セル内部のセパレータの溶解温度を絶対最大定格温度Tmaxとし、周囲温度をTaとし、セル表面温度と周囲温度の熱抵抗をθ c-a とし、セル中心部とセル表面温度の熱抵抗をθ J-c としたときにPmax=(Tmax−Ta)/(θ c-a +θ J-c )となることを特徴とする二次電池の安全保護装置。
A secondary battery safety protection device comprising one or more cells,
An input terminal connected to the charging power supply side for supplying charging power to the secondary battery;
An output terminal connected to the secondary battery side;
The charging power, which is the amount of energy per unit time injected into the cell when charging is input to the input terminal, rather than the absolute maximum rated loss, which is a boundary value of a safe operation area for safely using the cell. Power limiting means for limiting to a low value and outputting to the output terminal ,
The absolute maximum rated loss Pmax is the melting temperature of the separator inside the cell is the absolute maximum rated temperature Tmax, the ambient temperature is Ta, the cell surface temperature and the thermal resistance of the ambient temperature are θ ca , the cell center and the cell surface A safety protection device for a secondary battery , wherein Pmax = (Tmax−Ta) / (θ ca + θ Jc ) when the thermal resistance of temperature is θ Jc .
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