JPH10334882A - 電池電源装置 - Google Patents
電池電源装置Info
- Publication number
- JPH10334882A JPH10334882A JP9139913A JP13991397A JPH10334882A JP H10334882 A JPH10334882 A JP H10334882A JP 9139913 A JP9139913 A JP 9139913A JP 13991397 A JP13991397 A JP 13991397A JP H10334882 A JPH10334882 A JP H10334882A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- power supply
- terminal
- battery power
- supply device
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電池モジュールや電池電源装置中の単電池が破
損するほどの衝撃あるいは転倒により破損を引き起こす
ほどの振動が加わった際の二次災害を防止することがで
きるようにすること。 【解決手段】単電池を複数個接続してなる電池モジュー
ルを、複数個接続した電池電源装置において、電池モジ
ュール内の単電池間および電池モジュール間の内の少な
くとも一つの接続に振動あるいは衝撃によって電気的導
通を遮断する手段を具備する。
損するほどの衝撃あるいは転倒により破損を引き起こす
ほどの振動が加わった際の二次災害を防止することがで
きるようにすること。 【解決手段】単電池を複数個接続してなる電池モジュー
ルを、複数個接続した電池電源装置において、電池モジ
ュール内の単電池間および電池モジュール間の内の少な
くとも一つの接続に振動あるいは衝撃によって電気的導
通を遮断する手段を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単電池を複数個接
続してなる電池モジュールを、複数個接続した電池電源
装置に関するものである。
続してなる電池モジュールを、複数個接続した電池電源
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、18650サイズなどの民生用小形リ
チウムイオン電池では、電池の安全性を高めるために、
内圧上昇時の制御として圧力スイッチや内圧放出弁を、
また電池温度上昇時の制御として、電池上蓋内の電気回
路にそのもの自体が温度上昇することにより電気的抵抗
体となり電流を遮断するPTC素子を設けるもの（特開平6
-187970号公報記載）や、微多孔を有し一定温度以上に
なると電解液中のイオンの経路であった上記微多孔を封
口しイオン移動防止の面から電流を遮断するいわゆるシ
ャットダウン機能をもつセパレータを用いたり、さらに
過充電、過放電を抑制するための制御回路を装備するこ
となどの技術が適用されている。
チウムイオン電池では、電池の安全性を高めるために、
内圧上昇時の制御として圧力スイッチや内圧放出弁を、
また電池温度上昇時の制御として、電池上蓋内の電気回
路にそのもの自体が温度上昇することにより電気的抵抗
体となり電流を遮断するPTC素子を設けるもの（特開平6
-187970号公報記載）や、微多孔を有し一定温度以上に
なると電解液中のイオンの経路であった上記微多孔を封
口しイオン移動防止の面から電流を遮断するいわゆるシ
ャットダウン機能をもつセパレータを用いたり、さらに
過充電、過放電を抑制するための制御回路を装備するこ
となどの技術が適用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単電池
を複数個接続してなる電池モジュールを、複数個接続し
た電池電源装置など電源の更なる大型化を進めるには、
エネルギー量が飛躍的に増大するため安全性の追求が小
形電池以上に重要である。よって上述した小形電池に装
備した制御装置により確保される安全性以上のものが求
められている。たとえば、電池モジュールまたは電池電
源装置内の電池を満充電した状態で、電池モジュールや
電池電源装置中の単電池が破損するほどの衝撃が加わり
電池内部あるいは外部が短絡した場合、その満充電した
電池は蓄えられていたエネルギーを短時間のうちに放出
する。このエネルギーの放出方法としては、熱として放
出され電池自体が非常な高温となる場合と、回路内に大
電流として放出する場合の二通りの方法が考えられる。
通常は、これら二つの現象は同時に発生する。熱として
放出され、電池が非常な高温となることによりその電池
の周囲にある機器も誤動作する危険性も高い。また、非
水電解液を使用したリチウム二次電池などでは高温とな
ることにより、電解液として使用されている有機物が蒸
発し、電池内圧が上昇し破裂を引き起こすなどの問題が
あった。本発明の目的は、電池電源装置を提供すること
にある。
を複数個接続してなる電池モジュールを、複数個接続し
た電池電源装置など電源の更なる大型化を進めるには、
エネルギー量が飛躍的に増大するため安全性の追求が小
形電池以上に重要である。よって上述した小形電池に装
備した制御装置により確保される安全性以上のものが求
められている。たとえば、電池モジュールまたは電池電
源装置内の電池を満充電した状態で、電池モジュールや
電池電源装置中の単電池が破損するほどの衝撃が加わり
電池内部あるいは外部が短絡した場合、その満充電した
電池は蓄えられていたエネルギーを短時間のうちに放出
する。このエネルギーの放出方法としては、熱として放
出され電池自体が非常な高温となる場合と、回路内に大
電流として放出する場合の二通りの方法が考えられる。
通常は、これら二つの現象は同時に発生する。熱として
放出され、電池が非常な高温となることによりその電池
の周囲にある機器も誤動作する危険性も高い。また、非
水電解液を使用したリチウム二次電池などでは高温とな
ることにより、電解液として使用されている有機物が蒸
発し、電池内圧が上昇し破裂を引き起こすなどの問題が
あった。本発明の目的は、電池電源装置を提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、単電池１を複数個（例えば直列に）接続
してなる電池モジュール（図４に示す。なお、図におい
て、２は電池モジュール容器、３は単電池端子、４は電
池モジュール端子である。）を、複数個（例えば直列
に）接続した電池電源装置（図５に示す。図において、
６は電池モジュール、７は電池電源容器である。）にお
いて、電池モジュール内の単電池間および電池モジュー
ル間の内の少なくとも一つの接続に振動あるいは衝撃に
よって電気的導通を遮断する手段を具備するとを特徴と
するものである。
に、本発明は、単電池１を複数個（例えば直列に）接続
してなる電池モジュール（図４に示す。なお、図におい
て、２は電池モジュール容器、３は単電池端子、４は電
池モジュール端子である。）を、複数個（例えば直列
に）接続した電池電源装置（図５に示す。図において、
６は電池モジュール、７は電池電源容器である。）にお
いて、電池モジュール内の単電池間および電池モジュー
ル間の内の少なくとも一つの接続に振動あるいは衝撃に
よって電気的導通を遮断する手段を具備するとを特徴と
するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】遮断手段としては、単電池間また
は電池モジュール間を接続している接続体５（図４、図
５）が破断、分離するもの、あるいは接続体と、単電池
または電池モジュールの端子とが脱着するものなどが考
えられる。接続体が破断するものとしては、たとえば炭
素材料が使用可能である。黒鉛などの炭素材からなる接
続棒を単電池間または電池モジュール間の接続体とする
のがその一例であり、炭素材は各種電極棒としても使用
されているように電子伝導性が比較的高く、また金属に
比べ応力が加わった際に破断しやすくその結果電気的導
通を遮断しやすいためである。
は電池モジュール間を接続している接続体５（図４、図
５）が破断、分離するもの、あるいは接続体と、単電池
または電池モジュールの端子とが脱着するものなどが考
えられる。接続体が破断するものとしては、たとえば炭
素材料が使用可能である。黒鉛などの炭素材からなる接
続棒を単電池間または電池モジュール間の接続体とする
のがその一例であり、炭素材は各種電極棒としても使用
されているように電子伝導性が比較的高く、また金属に
比べ応力が加わった際に破断しやすくその結果電気的導
通を遮断しやすいためである。
【０００６】炭素材料を使用した接続棒の形状として
は、全方向からの応力に対応することができる円柱状
や、一定方向からの応力により特に破断しやすくした角
柱状などのものが使用可能である。接続体が分離するも
のとしては、たとえば磁気材料が使用可能である。フェ
ライトなどの磁気材料からなる接続棒を単電池間または
電池モジュール間の接続体とするのがその一例であり、
磁気材料は金属系材料であるため電子伝導性も高く、ま
た応力が加わった際に破断ではなく脱着することによ
り、電流遮断効果に加えその後の復帰の際も接着が磁力
によるものであるため作業が容易であるためである。
は、全方向からの応力に対応することができる円柱状
や、一定方向からの応力により特に破断しやすくした角
柱状などのものが使用可能である。接続体が分離するも
のとしては、たとえば磁気材料が使用可能である。フェ
ライトなどの磁気材料からなる接続棒を単電池間または
電池モジュール間の接続体とするのがその一例であり、
磁気材料は金属系材料であるため電子伝導性も高く、ま
た応力が加わった際に破断ではなく脱着することによ
り、電流遮断効果に加えその後の復帰の際も接着が磁力
によるものであるため作業が容易であるためである。
【０００７】磁気材料を使用した接続棒の形状として
は、全方向からの応力に対応することができる円柱状
や、一定方向からの応力により特に破断しやすくした角
柱状などのものが使用可能である。磁気材料としては、
フェライトなどの金属酸化物あるいはサマリウム−コバ
ルトなどの合金が使用可能である。単電池間または電池
モジュール間を接続している接続体と、単電池または電
池モジュールの端子とが脱着するものとして、接続部に
バネ材を使用している。バネ材を使用することにより、
接続部材自体は電子伝導性の高い金属を使用しつつ、端
子との接着、脱着が容易であるためである。バネとして
は、渦巻き状、折り曲げ状などの形状が使用可能であ
る。
は、全方向からの応力に対応することができる円柱状
や、一定方向からの応力により特に破断しやすくした角
柱状などのものが使用可能である。磁気材料としては、
フェライトなどの金属酸化物あるいはサマリウム−コバ
ルトなどの合金が使用可能である。単電池間または電池
モジュール間を接続している接続体と、単電池または電
池モジュールの端子とが脱着するものとして、接続部に
バネ材を使用している。バネ材を使用することにより、
接続部材自体は電子伝導性の高い金属を使用しつつ、端
子との接着、脱着が容易であるためである。バネとして
は、渦巻き状、折り曲げ状などの形状が使用可能であ
る。
【０００８】
（実施例１）図１に本発明の一実施例である接続体の上
面説明図（イ）および側面説明図（ロ）を示す。９は銅
製の端子接触部であり、炭素製接続棒１０とくさび形に
接続され、電気的導通がはかられている。単電池の端子
あるいは電池モジュールの端子と接続する際はこれら銅
製端子接続部９の単電池端子あるいは電池モジュール端
子と密接するように成形した半円部で単電池あるいは電
池モジュールの端子と接触し、銅製端子接続部９と炭素
製接続棒１０を接続したもう一組と張り合わせ、ステン
レス製ナット１１により単電池あるいは電池モジュール
端子を挾持固定する。そのため張り合わせた銅製端子接
続部９同士および炭素製接続部10同士も接触する。端子
接触部９および炭素製接続棒１０の外径は１２mm、ステ
ンレス製ナット１１の内径はＭ６である。
面説明図（イ）および側面説明図（ロ）を示す。９は銅
製の端子接触部であり、炭素製接続棒１０とくさび形に
接続され、電気的導通がはかられている。単電池の端子
あるいは電池モジュールの端子と接続する際はこれら銅
製端子接続部９の単電池端子あるいは電池モジュール端
子と密接するように成形した半円部で単電池あるいは電
池モジュールの端子と接触し、銅製端子接続部９と炭素
製接続棒１０を接続したもう一組と張り合わせ、ステン
レス製ナット１１により単電池あるいは電池モジュール
端子を挾持固定する。そのため張り合わせた銅製端子接
続部９同士および炭素製接続部10同士も接触する。端子
接触部９および炭素製接続棒１０の外径は１２mm、ステ
ンレス製ナット１１の内径はＭ６である。
【０００９】（実施例２）図２に本発明の他の一実施例
である接続体の上面図（イ）および側面図（ロ）を示
す。１２は銅製の端子接触部であり、磁石製接続棒１３
とくさび形に接続され、また磁石製接続棒１３同士は接
触面で接続し電気的導通がはかられている。単電池の端
子あるいは電池モジュールの端子と接続する際はこれら
銅製端子接続部１２の単電池端子あるいは電池モジュー
ル端子と密接するように成形した半円部で単電池あるい
は電池モジュールの端子と接触し、銅製端子接続部１２
と磁石製接続棒１３を接続したもう一組と張り合わせ、
ステンレス製ナット１４により単電池あるいは電池モジ
ュール端子に固定する。そのため張り合わせた銅製端子
接続部１２同士および磁石製接続棒１３同士も接触す
る。端子接触部１２および磁石製接続棒１３の外径、ま
たステンレス製ナット１４の内径は実施例１と同様であ
る。
である接続体の上面図（イ）および側面図（ロ）を示
す。１２は銅製の端子接触部であり、磁石製接続棒１３
とくさび形に接続され、また磁石製接続棒１３同士は接
触面で接続し電気的導通がはかられている。単電池の端
子あるいは電池モジュールの端子と接続する際はこれら
銅製端子接続部１２の単電池端子あるいは電池モジュー
ル端子と密接するように成形した半円部で単電池あるい
は電池モジュールの端子と接触し、銅製端子接続部１２
と磁石製接続棒１３を接続したもう一組と張り合わせ、
ステンレス製ナット１４により単電池あるいは電池モジ
ュール端子に固定する。そのため張り合わせた銅製端子
接続部１２同士および磁石製接続棒１３同士も接触す
る。端子接触部１２および磁石製接続棒１３の外径、ま
たステンレス製ナット１４の内径は実施例１と同様であ
る。
【００１０】（実施例３）図３に本発明の更に他の一実
施例である接続体の断面図を示す。１５はステンレス製
の端子接触部であり、ステンレス製端子固定部材１６と
バネ１７は固定部材カバー１８により端子接続部１５と
の間で固定され電気的導通をはかっている。端子接触部
１５の厚みは５mm、端子固定部材１６は直径４mmの球体
を使用した。
施例である接続体の断面図を示す。１５はステンレス製
の端子接触部であり、ステンレス製端子固定部材１６と
バネ１７は固定部材カバー１８により端子接続部１５と
の間で固定され電気的導通をはかっている。端子接触部
１５の厚みは５mm、端子固定部材１６は直径４mmの球体
を使用した。
【００１１】（比較例１）図３の炭素製接続棒の代わり
に銅製接続棒を使用すること以外は実施例１と同じ方法
で接続体を作製した。
に銅製接続棒を使用すること以外は実施例１と同じ方法
で接続体を作製した。
【００１２】上記実施例１〜３および比較例１で作製し
た接続体を２個の３４Ｂ１９サイズの鉛電池との間に接
続し、震度７の地震に相当する振動を１分間加え、破断
あるいは脱着の有無および電気的導通の遮断の有無を調
べた。その結果を表１に示す。
た接続体を２個の３４Ｂ１９サイズの鉛電池との間に接
続し、震度７の地震に相当する振動を１分間加え、破断
あるいは脱着の有無および電気的導通の遮断の有無を調
べた。その結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１より実施例１〜３は破断し電気的導通
を遮断するのに対し、比較例１は破断せず電気的導通を
遮断しなかった。このことから、実施例１、２、３で
は、遮断手段を備えることにより、電池モジュールや電
池電源装置中の電池が破損するほどの衝撃あるいは転倒
により破損を引き起こすほどの振動が加わった際の二次
災害を防止することとなり安全性が向上することがわか
った。また実施例１、２、３の端子接触部および炭素製
接続棒,磁石製接続棒の外径や、ステンレス製ナットの
内径は単電池および電池モジュールの容量により可変で
きる。
を遮断するのに対し、比較例１は破断せず電気的導通を
遮断しなかった。このことから、実施例１、２、３で
は、遮断手段を備えることにより、電池モジュールや電
池電源装置中の電池が破損するほどの衝撃あるいは転倒
により破損を引き起こすほどの振動が加わった際の二次
災害を防止することとなり安全性が向上することがわか
った。また実施例１、２、３の端子接触部および炭素製
接続棒,磁石製接続棒の外径や、ステンレス製ナットの
内径は単電池および電池モジュールの容量により可変で
きる。
【００１５】
【発明の効果】本発明の電池モジュールまたは電池電源
装置は、電池モジュールや電池電源装置中の単電池が破
損するほどの衝撃あるいは転倒により破損を引き起こす
ほどの振動が加わった際に、接続体が電気的導通を遮断
することにより、短絡電流の発生あるいは電池の内圧上
昇による破裂などの二次災害を防止することができ、安
全性を向上させることができた。
装置は、電池モジュールや電池電源装置中の単電池が破
損するほどの衝撃あるいは転倒により破損を引き起こす
ほどの振動が加わった際に、接続体が電気的導通を遮断
することにより、短絡電流の発生あるいは電池の内圧上
昇による破裂などの二次災害を防止することができ、安
全性を向上させることができた。
【図１】本発明に係わ炭素製接続棒を備えた接続体の上
面および側面の説明図である。
面および側面の説明図である。
【図２】本発明に係わ磁石製接続棒を備えた接続体の上
面および側面の説明図である。
面および側面の説明図である。
【図３】本発明に係わ端子固定部材とバネを備えた接続
体の一部欠載上面図である。
体の一部欠載上面図である。
【図４】単電池間を本発明に係わ接続体により接続した
電池モジュールの上面図である。
電池モジュールの上面図である。
【図５】電池モジュール間を本発明に係る接続体により
接続してなる電池電源装置の上面図である。
接続してなる電池電源装置の上面図である。
１は単電池、２は電池モジュール容器、３は単電池端
子、４は電池モジュール端子、５は接続体、６は電池モ
ジュール、７は電池電源装置容器、８は電池電源装置端
子、９は銅製の端子接触部、10は炭素製接続棒、11はス
テンレス製ナット、12は銅製の端子接触部、13は磁石製
接続棒、14はステンレス製ナット、15はステンレス製の
端子接触部、16はステンレス製端子固定部材、17はバ
ネ、18は固定部材カバー
子、４は電池モジュール端子、５は接続体、６は電池モ
ジュール、７は電池電源装置容器、８は電池電源装置端
子、９は銅製の端子接触部、10は炭素製接続棒、11はス
テンレス製ナット、12は銅製の端子接触部、13は磁石製
接続棒、14はステンレス製ナット、15はステンレス製の
端子接触部、16はステンレス製端子固定部材、17はバ
ネ、18は固定部材カバー
Claims (4)
- 【請求項１】単電池を複数個接続してなる電池モジュー
ルを、複数個接続した電池電源装置において、電池モジ
ュール内の単電池間および電池モジュール間の内の少な
くとも一つの接続に振動あるいは衝撃によって電気的導
通を遮断する手段を具備することを特徴とする電池電源
装置。 - 【請求項２】遮断手段として、炭素材料を使用した接続
体を用いていることを特徴とする請求項１記載の電池電
源装置。 - 【請求項３】遮断手段として、磁気材料を使用した接続
体を用いることを特徴とする請求項１記載の電池電源装
置。 - 【請求項４】接続体として、単電池または電池モジュー
ルの端子との接続にバネの押圧力を使用して挟持固定す
ることを特徴とする請求項２または３記載の電池電源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13991397A JP3882267B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 電池電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13991397A JP3882267B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 電池電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10334882A true JPH10334882A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3882267B2 JP3882267B2 (ja) | 2007-02-14 |
Family
ID=15256568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13991397A Expired - Fee Related JP3882267B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 電池電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3882267B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007018919A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Nissan Motor Co Ltd | 電池モジュール |
| JP2007042630A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Samsung Sdi Co Ltd | 電池モジュール |
| JP2009117163A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Nec Tokin Corp | 電池パック |
| JP2010073403A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用電源装置 |
| JP2010257860A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Energy Control Ltd | 高導電効率接続構造 |
| JP2011510433A (ja) * | 2007-12-25 | 2011-03-31 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | 分離可能な接続を有する車両用のバッテリシステム |
| CN102165630A (zh) * | 2008-10-14 | 2011-08-24 | 株式会社Lg化学 | 包含电极连接装置的中型或大型电池组 |
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| JP2024501789A (ja) * | 2020-12-30 | 2024-01-16 | デュラセル、ユーエス、オペレーションズ、インコーポレーテッド | 磁気電池セル接続機構 |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP13991397A patent/JP3882267B2/ja not_active Expired - Fee Related
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