JP5934754B2

JP5934754B2 - 二本の導電ストリップによって複数の二次電池を並列接続して構成される集合電池

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Publication number: JP5934754B2
Application number: JP2014141100A
Authority: JP
Inventors: 伍必翔
Original assignee: Energy Control Ltd
Current assignee: Energy Control Ltd
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2034-07-09
Also published as: JP2016018688A

Description

本発明は、二次集合電池に関し、特に、二本の導電ストリップによって複数の二次電池を並列接続して構成される集合電池に関するものである。

図１を参照する。図１は従来の独立分割式動力電池ユニットの構造を示す斜視図である。このような独立分割式動力電池ユニットは、フレーム１１に若干の導電ストリップ１２を合わせて、複数の二次電池１３（例えばリチウムイオン電池）を収容する。各二次電池１３は、保安ユニット１４を介して導電ストリップ１２に締め付けられている。このように、各二次電池１３は保安ユニット１４を有する。フレーム１１と導電ストリップ１２により、各二次電池１３が並列接続されている。各保安ユニット１４により、故障する二次電池１３が単独に遮断されて、電力の中断及び事故の発生を回避することが可能である。しかし、このような独立分割式動力電池ユニットは、下記の欠点を有する。

（１）各二次電池１３を並列接続する各導電ストリップ１２は、二次電池グループの側面と端面にそれぞれ位置するため、二次電池グループの側面と端面とが占める空間が増加する。

（２）電極ヘッド１５、１６はフレーム１１の一端のエッジストリップ１１１に取り付けられており、且つ各電極ヘッド１５、１６は、それぞれ接続ケーブル１７を介して、それに対応する導電ストリップ１２と接続するため、配線にエラーがあると全体が短絡し、そして配線の後、接続ケーブル１７は脱落する可能性がある。また、並列接続の経路は複雑すぎる。

本発明の主な目的は、二本の導電ストリップを二次電池グループの同じ側に設けることにより、二次電池グループの側面と端面との占める空間を減少することが可能な集合電池を提供することにある。

本発明の次の目的は、二本の導電ストリップには、複数の二次電池を並列接続する導電部と、電力出力端とする電極ヘッド部と、が一体成形されていることにより、導電部と電極ヘッド部の間に配線を必要とせず、配線作業による短絡及び接続ケーブルの脱落を無くすことが可能である。また、並列接続の経路が簡単となる。

本発明の集合電池によると、二本の導電ストリップによって複数の二次電池を並列接続して構成され、円形断面を有するロッド状を呈する複数の二次電池を同じ方向に向くように配設して構成され、各二次電池は、ロッド本体と、ロッド本体の一端に位置する正極端と、ロッド本体の他端に位置する負極端と、を有し、各正極端は同じ正極端面に位置し、各負極端は同じ負極端面に位置し、正極端面と負極端面の間は、各二次電池のロッド本体の側面に位置する組付け側面と、一番目の二次電池のロッド本体の側面に位置し、その方向が組付け側面と異なる組付け端面と、を有する二次電池グループと、組付け側面に設けられている第１導電部と、第１導電部と一体成形され、組付け端面に位置する第１電極ヘッド部と、を有する第１導電ストリップと、組付け側面に設けられており、第１導電部と絶縁する第２導電部と、第２導電部と一体成形され、組付け端面に位置し、第１電極ヘッド部と絶縁する第２電極ヘッド部と、を有する第２導電ストリップと、第１導電部と電気的に接続する第１導電端部と、各正極端と電気的に接続する第２導電端部と、をそれぞれ有する複数の導電具と、第２導電部と電気的に接続する第１導電ピンと、各負極端と電気的に接続する第２導電ピンと、をそれぞれ有し、組付け側面に設けられている複数のヒューズと、
を含むことを特徴する。

本発明の集合電池によると、二次電池グループは、更に、各二次電池のロッド本体の側面に位置し、組付け側面に対向する第１側面を有し、第１導電ストリップの第１電極ヘッド部と第２導電ストリップの第２電極ヘッド部は、組付け側面と第１側面の間に位置することを特徴とする。

本発明の集合電池によると、更に、ケースを含み、ケースは、二次電池グループと、第１導電ストリップと、第２導電ストリップと、各導電具と、各ヒューズと、を収容し、第１電極ヘッド部と第２電極ヘッド部は、ケースから突出して外部に露出することを特徴とする。

本発明の集合電池によると、各導電具の第１導電端部は、螺子により第１導電ストリップの第１導電部に締め付けられており、各導電具の第２導電端部は、各二次電池の正極端に溶接されていることを特徴とする。

本発明の集合電池によると、各ヒューズの第１導電ピンは、螺子により第２導電ストリップの第２導電部に締め付けられており、各ヒューズの第２導電ピンは、各二次電池の負極端に溶接されていることを特徴とする。

本発明の集合電池によれば、次のような効果がある。
（１）二本の導電ストリップを二次電池グループの同じ側に設けることにより、二次電池グループの側面と端面との占める空間を減少することが可能である。

（２）二本の導電ストリップには、複数の二次電池を並列接続する導電部と、電力出力端とする電極ヘッド部と、が一体成形されることにより、導電部と電極ヘッド部との間に配線を必要とせず、配線作業による短絡及び接続ケーブルの脱落を無くすことが可能である。また、並列接続の経路は簡単となる。

従来の独立分割式動力電池ユニットの構造を示す斜視図である。本発明の実施例１の一部を示す分解斜視図である。本発明の実施例１の組合済み状態を示す斜視図である。本発明の実施例１を示す正面図である。本発明の実施例１を示す側面図である。本発明の実施例１を示す平面図である。本発明の実施例１の電気回路を示す図である。本発明の実施例２を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図２から図７を参照する。図１は従来の独立分割式動力電池ユニットの構造を示す斜視図であり、図２は本発明の実施例１の一部を示す分解斜視図であり、図３は本発明の実施例１の組合済み状態を示す斜視図であり、図４は本発明の実施例１を示す正面図であり、図５は本発明の実施例１を示す側面図であり、図６は本発明の実施例１を示す平面図であり、図７は本発明の実施例１の電気回路を示す図である。
本実施例の集合電池は、二次電池グループ２０と、第１導電ストリップ３０と、第２導電ストリップ４０と、複数の導電具５０と、複数のヒューズ６０と、から構成される。

二次電池グループ２０は、円形断面を有するロッド状を呈する複数の二次電池２１を同じ方向に向くように配設して構成される。各二次電池２１は、ロッド本体２１１と、ロッド本体２１１の一端に位置する正極端２１２と、ロッド本体２１１の他端に位置する負極端２１３と、を有する。各正極端２１２は、図４及び図６に示すように、同じ正極端面２２に位置する。各負極端２１３は、図４及び図６に示すように、同じ負極端面２３に位置する。
正極端面２２と負極端面２３の間は、図５及び図６に示すように、各二次電池２１のロッド本体２１１の側面に位置する組付け側面２４と、図４及び図５に示すように、一番目の二次電池２１Ａのロッド本体２１１の側面に位置し、その方向が組付け側面２４と異なる組付け端面２５と、を有する。
本実施例では、二次電池グループ２０は、図５及び図６に示すように、更に、各二次電池２１のロッド本体２１１の側面に位置し、組付け側面２４に対向する第１側面２６を有する。一方、各二次電池２１のロッド本体２１１は、互いに当接するように配列されている。

第１導電ストリップ３０は、組付け側面２４に設けられている第１導電部３１と、第１導電部３１と一体成形され、組付け端面２５に位置する第１電極ヘッド部３２と、を有する。
本実施例では、第１導電ストリップ３０の第１電極ヘッド部３２は、組付け側面２４と第１側面２６の間に位置する。一方、第１導電部３１は、更に、各二次電池２１のロッド本体２１１の表面に当接する。第１電極ヘッド部３２は、一番目の二次電池２１Ａのロッド本体２１１の表面から離間し、集合電池の電源出力端とする。

第２導電ストリップ４０は、組付け側面２４に設けられており、第１導電部３１と絶縁する第２導電部４１と、第２導電部４１と一体成形され、組付け端面２５に位置し、第１電極ヘッド部３２と絶縁する第２電極ヘッド部４２と、を有する。
本実施例では、第２導電ストリップ４０の第２電極ヘッド部４２は、組付け側面２４と第１側面２６の間に位置する。一方、第２導電部４１は、更に、各二次電池２１のロッド本体２１１の表面に当接する。第２電極ヘッド部４２は、一番目の二次電池２１Ａのロッド本体２１１の表面から離間し、集合電池の電源出力端とする。

複数の導電具５０は、第１導電部３１と電気的に接続する第１導電端部５１と、各正極端２１２と電気的に接続する第２導電端部５２と、をそれぞれ有する。本実施例では、各導電具５０の第１導電端部５１は、螺子７１とワッシャ７３により、第１導電ストリップ３０の第１導電部３１に締め付けられており、各導電具５０の第２導電端部５２は、各二次電池２１の正極端２１２に溶接されている。

複数のヒューズ６０は、第２導電部４１と電気的に接続する第１導電ピン６１と、各負極端２１３と電気的に接続する第２導電ピン６２と、をそれぞれ有し、組付け側面２４に設けられている。このように、各ヒューズ６０は一つの二次電池２１と電気的に接続する。ヒューズ６０を流す電流が一定値を超えると、ヒューズ６０が高温になって溶断することにより、第１導電ピン６１と第２導電ピン６２が開回路となり、故障する二次電池２１により集合電池全体が損壊することを防止する。
本実施例では、各ヒューズ６０の第１導電ピン６１は、螺子７２とワッシャ７４により、第２導電ストリップ４０の第２導電部４１に締め付けられており、各ヒューズ６０の第２導電ピン６２は、各二次電池２１の負極端２１３に溶接されている。

次に、本実施例の効果を詳細に説明する。
（１）各二次電池２１を並列接続する、第１導電ストリップ３０と、第２導電ストリップ４０と、の第１導電部３１及び第２導電部４１は、二次電池グループ２０の組付け側面２４に設けられており、そして各二次電池２１を保護する各ヒューズ６０は、二次電池グループ２０の組付け側面２４に設けられている。
このように、第１導電ストリップ３０、第２導電ストリップ４０及び各ヒューズ６０は、同じように二次電池グループ２０の組付け側面２４に位置し、すなわち、各二次電池２１のロッド本体２１１の同じ側面に位置する。これにより、二次電池グループ２０の一側だけの空間が増加し、占める空間を減少することが可能である。

（２）二本の導電ストリップ３０、４０には、複数の二次電池２１を並列接続する導電部３１、４１と、電力出力端とする電極ヘッド部３２、４２と、が一体成形されることにより、第１導電部３１と第１電極ヘッド部３２の間に配線を必要とせず、そして第２導電部４１と第２電極ヘッド部４２の間に配線も必要しない。これにより、配線作業による短絡及び接続ケーブルの脱落を無くすことが可能であり、並列接続の経路が簡単になる。

本実施例では、第１導電ストリップ３０の第１導電部３１が各二次電池２１のロッド本体２１１の表面に当接し、第１導電ストリップ３０の第１電極ヘッド部３２が一番目の二次電池２１Ａのロッド本体２１１の表面から離間するが、第１導電部３１と各二次電池２１のロッド本体２１１の表面の間に仕切板（図示せず）を設けるか、又は第１導電部３１が各二次電池２１のロッド本体２１１の表面から離間してもいいし、或いは、第１電極ヘッド部３２が一番目の二次電池２１Ａのロッド本体２１１の表面に当接し、又は第１電極ヘッド部３２と一番目の二次電池２１Ａのロッド本体２１１の表面の間に仕切板（図示せず）が設けられていてもよい。

同じように、本実施例では、第２導電ストリップ４０の第２導電部４１が各二次電池２１のロッド本体２１１の表面に当接し、第２導電ストリップ４０の第２電極ヘッド部４２が一番目の二次電池２１Ａのロッド本体２１１の表面から離間するが、第２導電部４１と各二次電池２１のロッド本体２１１の表面の間に仕切板（図示せず）を設けるか、又は第２導電部４１が各二次電池２１のロッド本体２１１の表面から離間してもいいし、或いは、第２電極ヘッド部４２が一番目の二次電池２１Ａのロッド本体２１１の表面に当接し、又は第２電極ヘッド部４２と一番目の二次電池２１Ａのロッド本体２１１の表面の間に仕切板（図示せず）が設けられていてもよい。

特に、並列接続する各二次電池２１はヒューズ６０をそれぞれ有するため、何れかの一つの二次電池２１が故障し、又は電流が異常になるときに、当該二次電池２１のヒューズ６０が高温になって溶断することにより、第１導電ピン６１と第２導電ピン６２が開回路となり、故障する二次電池２１により集合電池全体が損壊することを防止し、その他の二次電池２１が正常に稼動するため、電力の中断及び事故の発生を回避することが可能である。

図８を参照する。図８は本発明の実施例２を示す斜視図である。本実施例の実施例１と相違する点は、更に、ケース８０を含み、ケース８０は、二次電池グループ２０と、第１導電ストリップ３０と、第２導電ストリップ４０と、各導電具５０と、各ヒューズ６０と、を収容し、第１電極ヘッド部３２と第２電極ヘッド部４２は、ケースから突出して外部に露出することにある。
このようにすると、集合電池の組付けが便利となり、二次電池グループ２０、第１導電ストリップ３０、第２導電ストリップ４０、各導電具５０及び各ヒューズ６０などの回路素子がよく保護され（例えば防水、防塵及び防衝突）、そして締結具８０は、第１導電ストリップ３０の第１電極ヘッド部３２と第２導電ストリップ４０の第２電極ヘッド部４２とに締め付けられているため、外部のケーブルが第１電極ヘッド部３２及び第２電極ヘッド部４２と電気的に接続することが可能であり、保全作業が便利になる。

本発明は、集合電池に適用することができる。

１１フレーム
１２導電ストリップ
１３二次電池
１４保安ユニット
１５、１６電極ヘッド
１７接続ケーブル
２０二次電池グループ
２１、２１Ａ二次電池
２２正極端面
２３負極端面
２４組付け側面
２５組付け端面
２６第１側面
３０第１導電ストリップ
３１第１導電部
３２第１電極ヘッド部
４０第２導電ストリップ
４１第２導電部
４２第２電極ヘッド部
５０導電具
５１第１導電端部
５２第２導電端部
６０ヒューズ
６１第１導電ピン
６２第２導電ピン
７１、７２螺子
７３、７４ワッシャ
８０ケース
８１締結具
１１１エッジストリップ
２１１ロッド本体
２１２正極端
２１３負極端

Claims

二本の導電ストリップによって複数の二次電池を並列接続して構成され、
円形断面を有するロッド状を呈する複数の二次電池を同じ方向に向くように配設して構成され、前記各二次電池は、ロッド本体と、前記ロッド本体の一端に位置する正極端と、前記ロッド本体の他端に位置する負極端と、を有し、前記各正極端は同じ正極端面に位置し、前記各負極端は同じ負極端面に位置し、前記正極端面と前記負極端面の間は、前記各二次電池の前記ロッド本体の側面に位置する組付け側面と、一番目の前記二次電池の前記ロッド本体の側面に位置し、その方向が前記組付け側面と異なる組付け端面と、を有する二次電池グループと、
前記組付け側面に設けられている第１導電部と、前記第１導電部と一体成形され、前記組付け端面に位置する第１電極ヘッド部と、を有する第１導電ストリップと、
前記組付け側面に設けられており、前記第１導電部と絶縁する第２導電部と、前記第２導電部と一体成形され、前記組付け端面に位置し、前記第１電極ヘッド部と絶縁する第２電極ヘッド部と、を有する第２導電ストリップと、
前記第１導電部と電気的に接続する第１導電端部と、前記各正極端と電気的に接続する第２導電端部と、をそれぞれ有する複数の導電具と、
前記第２導電部と電気的に接続する第１導電ピンと、前記各負極端と電気的に接続する第２導電ピンと、をそれぞれ有し、前記組付け側面に設けられている複数のヒューズと、を含み、
前記二次電池グループは、更に、前記各二次電池の前記ロッド本体の側面に位置し、前記組付け側面に対向する第１側面を有し、前記第１導電ストリップの前記第１電極ヘッド部と前記第２導電ストリップの前記第２電極ヘッド部は、前記組付け側面と前記第１側面の間に位置することを特徴とする、
集合電池。
更に、ケースを含み、前記ケースは、前記二次電池グループと、前記第１導電ストリップと、前記第２導電ストリップと、前記各導電具と、前記各ヒューズと、を収容し、前記第１電極ヘッド部と前記第２電極ヘッド部は、前記ケースから突出して外部に露出することを特徴とする、請求項１に記載の集合電池。
前記各導電具の前記第１導電端部は、螺子により前記第１導電ストリップの前記第１導電部に締め付けられており、前記各導電具の前記第２導電端部は、前記各二次電池の前記正極端に溶接されていることを特徴とする、請求項１に記載の集合電池。
前記各ヒューズの前記第１導電ピンは、螺子により前記第２導電ストリップの前記第２導電部に締め付けられており、前記各ヒューズの前記第２導電ピンは、前記各二次電池の前記負極端に溶接されていることを特徴とする、請求項１に記載の集合電池。