CN100389519C - 组式电池以及组式电池的异常检测方法 - Google Patents

组式电池以及组式电池的异常检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种组式电池以及组式电池的异常检测方法。组式电池，设置有可充电二次电池(4)，以及检测出所述二次电池异常时对其进行保护的保护元件(3)，保护元件(3)设置有作为输出接头(6)的与所述二次电池(4)的第一极相连接、向外部露出的第一输出接头(6A)，与所述二次电池(4)的第二极相连接、向外部露出的第二输出接头(6B)，为了信号的检测向外部露出的第三输出接头(6C)，以及检测出所述二次电池(4)异常时能够接点进行切换的接点切换部(12)，保护元件(3)与输出接头(6)及接点切换部(12)是作为一体成形，且接点切换部(12)的一端与所述第二输出接头(6B)的接点连接，另一端与连接于所述二次电池(4)的第二极同连接于所述第三输出接头(6C)的接点的以可切换的方式相连接，检测出非异常时，另一端与所述二次电池(4)的第二极连接的接点连接，检测出异常时，另一端切换至连接于所述第三输出接头(6C)的接点。

Description

组式电池以及组式电池的异常检测方法
技术领域
本发明涉及内藏有二次电池的组式电池以及组式电池的异常检测方法。
背景技术
组式电池内藏有可反复充电的镍镉(Ni-Cd)电池、镍氢电池、锂离子电池等二次电池。利用组式电池的便携设备等有根据使用时的环境而流过过电流的情况。由于存在流过过电流和产生故障等问题，所以在组式电池内设置有由为了防止过电流的电子电路所构成的过电流保护部。另一方面，在没有这样的过电流保护部的组式电池中，设置有为了隔断过电流的更简单结构的断路器。当断路器检测出过电流时，强制地断开电源供给电路，隔断电流(特开2000-315483号公告)。
发明内容
然而，在由这样的断路器将电流完全隔断时，由于会发生瞬间电流变化，电器的动作停止，有发生工作中数据丢失等不合适情况的危险性。本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的第一目的在于，提供一种以简单的结构能够检测出异常的组式电池以及组式电池的异常检测方法。
而且，由于利用组式电池的便携设备等电器存在有多种多样的种类，所以内藏电池的种类也非常多。特别是，由于二次电池的额定电压是根据连接的电器所决定，所以必须连接内藏有适合于电器的二次电池的组式电池。因此，开发了设置有能够检测出连接于电器一侧的组式电池类别的信号接头的组式电池(参照特许第3085539号公报)。
另一方面，利用组式电池的便携设备等构成上述为防止过电流的过电流保护部，设置在组式电池内。但是，形成这样的保护电路时，必须有为了构成电路的电子部件与基板等，存在有增加制造工序的同时又使成本上升的问题。而且，由于这样的电路必须内藏于组式电池内，所以又有组式电池大型化的问题。
本发明是为了进一步解决这样的问题而提出的，本发明的第二目的是提供能够识别内藏电池的类别，且具有电池保护功能的、廉价、省空间的组式电池。
为了达到上述目的，本发明中的组式电池具有以下结构，设置有具有第一极与第二极的可充电二次电池4，以及检测出所述二次电池4异常时保护所述二次电池4的保护元件3，所述保护元件3，作为输出接头6，设置有与所述二次电池4的第一极相连接、向外部露出的第一输出接头6A，与所述二次电池4的第二极相连接、向外部露出的第二输出接头6B，为了信号的检测向外部露出的第三输出接头6C，以及检测出所述二次电池4异常时为了保护所述二次电池4而切换接点的接点切换部12。所述保护元件3与所述输出接头6及接点切换部12是作为一体成形，且所述接点切换部12的一端与所述第二输出接头6B连接，另一端与连接于所述二次电池4的第二极的接点同连接于所述第三输出接头6C的接点以可切换的方式相连接，检测出非异常时另一端与连接于所述二次电池4的第二极的接点连接，检测出异常时，另一端切换至连接于所述第三输出接头6C的接点。
而且本发明的另一组式电池，第三输出接头6C与为了识别所述二次电池4的种类的判别元件17相连接。或者所述第三输出接头6与为了识别所述二次电池4温度上升的判别元件17相连接。
进而，本发明的另一组式电池，判别元件17连接于所述第三输出接头6C与所述第二输出接头6B之间。
进而，本发明的另一组式电池，作为内藏于所述保护元件3、检测出所述二次电池4异常时保护所述二次电池4的安全部件20，设置有连接在所述二次电池4的第二极与所述第二输出接头6B之间的保护部件5。该保护部件5是PTC元件。
进而，本发明的另一组式电池，所述保护元件3与露出所述输出接头6的外部露出面的相反一侧面的所述安全部件20及判别元件17相连接。或者，也可以是所述判别元件17在所述第二输出接头6B与所述第三输出接头6C之间，在与接头的外部露出面在相反一侧面电气连接的状态直接固定于接头。
进而，本发明的另一组式电池，所述二次电池4与所述保护元件3是是由树脂成形而一体形成的。
进而，本发明的另一组式电池，所述接点切换部12设置有由双金属而动作的臂部12A。所述接点切换部12A的一端作为固定端C，另一端作为切换端，切换端可以在与连接于所述二次电池4的第二极的接点A相连接、与所述保护部件5并行连接的非异常位置，与连接于所述第三输出接头6C的接点B相连接、与所述第三输出接头6C及所述第二输出接头6B相连接的异常位置之间切换，所述由双金属动作的臂部12A检测出因温度上升而引起的异常时，由非异常位置切换至异常位置，接点切换部12A未检测出异常时，回复到非异常位置。
进而，本发明的另一组式电池的异常检测方法，是设置有具有第一极与第二极的可充电二次电池4，以及检测出所述二次电池4异常时保护所述二次电池4的保护元件3的组式电池的检测方法。该方法具有在所述保护元件3未检测出二次电池4异常时，与所述组式电池相连的电器，从连接有为了识别二次电池4的种类的判别元件17的第三输出接头6C检测出对应于判别元件17的信号的步骤，在所述保护元件3检测出二次电池4异常时，迂回过所述判别元件17，所述第二输出接头6B与所述第三输出接头6C相连接的步骤，以及所述电器通过所述第三输出接头6C检测出异常，转移到以比所述二次电池4的额定电压低的电压下能够工作的既定异常动作的步骤。而且，所述既定异常动作，可以是表示既定画面的动作。
上述组式电池及组式电池的异常检测方法，能够实现以简单的结构高效地进行异常检测的优异的特长，这是由于本发明的组式电池及组式电池的异常检测方法，将识别元件同时用于二次电池的种类识别与异常检测。根据这样的结构，连接有组式电池的电器，确实能够通过从信号检测接头的监控而检测出电池的种类及异常。
根据以上的组式电池，外部器械能够识别内藏的二次电池的种类，进而能够廉价、紧凑地实现设置有电池保护能够的组式电池。这特别是由于本发明的组式电池，在内藏有保护部件的接头部设置有信号接头，在该信号接头上连接有识别二次电池种类的识别元件。由此，由电器一侧能够正确地识别多种类的组式电池，做到对应于所连接组式电池的种类的最佳利用。进而，由于识别元件可以同时用于二次电池的种类识别与电池的异常检测，所以能够实现结构单纯的接头部的小型化，对组式电池全体的小型化、轻量化做出贡献。
附图说明
图1是本发明一实施方式中组式电池的非异常检测时的电路图。
图2是本发明一实施方式中组式电池的异常检测时的电路图。
图3是表示本发明一实施方式中组式电池的输出接头部分的放大立体图，及表示本发明第一实施方式中组式电池的接头部分的立体图。
图4是表示图3的组式电池全体的分解立体图，及本发明一实施方式中组式电池的分解立体图。
图5是表示图1的组式电池与电器的等效电路图。
图6是表示图2的组式电池与电器的等效电路图。
图7是表示非异常检测时接点切换部的结构例的截面图。
图8是表示异常检测时接点切换部的结构例的截面图。
图9是表示本发明一实施方式中组式电池用接头部的立体图。
图10是表示图9的组式电池用接头部的分解立体图。
图11是图9的组式电池用接头部的俯视图。
图12是图9的组式电池用接头部的纵剖面图。
图13是图9的组式电池用接头部的仰视图。
图14是表示将图9的组式电池用接头部安装于单元电池的状态的纵剖面图。
图15是表示关联技术的组式电池的输出接头的配线状态的电路图。
图16是表示本发明的一实施方式中组式电池的输出接头配线状态的电路图。
图17是表示本发明一实施方式中组式电池的输出接头配线状态的电路图。
符号说明(图1～图8)：
1-外装箱盒；2-保扩部；3-6D-输出接头部分；4-二次电池；5-保护部件；6-接点切换部；6A→12A-臂部；6B→12B-推压板；7-单元电池；18-控制部；19-表示部；10A、10B-移动接点；11-基底板；12→11B-基底接点；13A→13B-绝缘件；R1-分压电阻；R2-判别元件、判别电阻；TS-第三输出接头6C信号用接头；T+-第一输出接头6A正极侧电源接头；T--第二输出接头6B负极侧电源接头；A-接点；B-接点；C-固定端；
符号说明(图9～图17)：
1-外装箱盒；2-决定位置的凹凸部；3-保护元件；4-二次电池；5-保护部件；6-输出接头；6A-第一输出接头；6B-第二输出接头；6C-第三输出接头；7-单元电池；7A-凸部电极；7B-平面电极；8-导向片；12-接点切换部；12A-接点金属；12B-可动接点；14-固定接点；15-盖子部；16-基底部；17-判别元件；18-控制部；19-表示部；20-安全部件；R1-分压电阻；R2-电阻器；C2-电容器；21-树脂成形部。
具体实施方式
下面基于附图对本发明的实施方式加以说明。以下所示的实施方式，是为了将本发明的技术思想具体化的组式电池以及组式电池的异常检测方法的示例，本发明的组式电池以及组式电池的异常检测方法并不限于以下的示例。进而，在本说明书中，为了容易理解权利要求的范围，将与实施方式中所表示的部件相对应的编号，附记于“权利要求范围的栏”及“解决课题手段的栏”中所表示的部件。但是，在权利要求范围中所表示的部件决非对实施方式中部件的特别指定。还有，在各图中所表示的部件的大小与位置关系等，为了能够进行明确的说明而进行了夸张。进而，构成本发明的各要素，可以是同一部件构成多个要素，也可以是一个部件兼有多个要素功能的形式。
图1及图2是分别表示本发明的一实施方式中组式电池的电路图，图3及图4是分别表示组式电池的立体图。在这些图中所示的组式电池设置有二次电池4及为了检测与防止二次电池4异常放电的保护元件3。保护元件3设置有保护部件5、接点切换部12、以及判别元件17。而且保护元件3还设置有第一输出接头6A、第二输出接头6B、第三输出接头6C等三个接头，如图3及图4所示分别并排设置并从电极面向外部露出。还有，在这些图中，从左侧略呈直线状顺序配置有第二输出接头6B、第三输出接头6C、第一输出接头6A，但当然并不限于这样的配置。各接头的配置可以交换，可以采用纵、横、斜，三角形等各种适宜的配置状态。在第一输出接头6A上连接有二次电池4的正极，而且在二次电池4的负极上连接有保护部件5与接点切换部12的一端。保护部件5的另一端与判别元件17的一端连接于第二输出接头6B。进而，判别元件17的另一端连接于第三输出接头6C。
第三输出接头6C与判别元件17相连接，识别二次电池4的种类。而且还可以第三输出接头6C作为判别元件17并取代之，或在此上添加连接电热调节器，来检测二次电池4的温度。
进而，接点切换部12具有一端固定，另一端可以作为在检测出异常时能够切换的切换端的结构。在图1及图2的例中，接点切换部12的固定端(图1中C点)连接于第二输出接头6B与保护部件5之间。另一方面，切换端可以在保护部件5的另一端与二次电池4的负极之间、图1中的A点，或判别元件17与第三输出接头6C之间、图2中的B点中任意一个进行切换。该接点切换部12以在未检测出异常或正常时的非异常位置A点，与检测出异常时的异常位置B点之间可以切换的方式连接。结果是可分别表现为，正常时图1的电路是等效的图5的电路，异常时图2的电路是等效的图6的电路。在各等效电路中，通过接点切换部12迂回的部件分别用虚线示出。
(非异常时)
在非异常时或正常时，由于C点与A点通过接点切换部12而连接，所以保护部件5为短路状态，保护部件5内几乎不通电。其结果是，如图5的等效电路所示，由于是第一输出接头6A与第二输出接头6B分别与二次电池4的正极与负极相连接的状态，所以从二次电池4向连接组式电池的电器供给电力。而且，第三输出接头6C呈通过判别元件17与二次电池4的负极相连接的状态。因此在第三输出接头6C上产生既定的电压。如图1所示，由于在电器的第一输出接头6A与第三输出接头6C之间连接有分压电阻R1，所以由第三输出接头6C中的分压电阻R1与判别元件17能够检测出分压二次电池4的接头电压的电压值。
(异常时)
进而在该结构中，判别元件17不仅在电池的检测中使用，而且还可以在异常检测中利用。在异常时，切换端通过接点切换部12从A点切换至B点。结果是C点B点相连接，电路结构从图5的等效电路变更为图6的等效电路。在这种情况下，第三输出接头6C经由保护部件5而与二次电池4的负极相连接，与第二输出接头6B成为相同电位，在此之间不产生电压，为0V。由此，电器检测出第三输出接头6C与第二输出接头6B之间的电压从分压电阻R1与判别元件17的分压值下降到0V，能够检测出组式电池的异常。而且另一方面，由于第二输出接头6B通过保护部件5与二次电池4的负极相连接，所以能够减少流过的电流量。
(异常时的动作)
此时的电器能够转移到既定的异常时动作。在安装有图5及图6所示组式电池的电器的电路结构例中，电器设置有监视第三输出接头6C的控制部18与由控制部18所控制的表示部19。控制部18与表示部19通过第一输出接头6A与第二输出接头6B接受从组式电池的二次电池4所供给的电力。控制部18，如图5所示，在第三输出接头6C的电压为分压电阻R1与判别元件17的分压值时，判定为正常。另一方面，如图6所示，在第三输出接头6C与第二输出接头6B之间的电压下降到0V时，控制部18判定组式电池为异常，命令转移到既定的异常时动作。作为异常时动作，采用警告用户组式电池发生了异常，对工作中的数据进行临时退避或保存，转移到低消费电力的模式，切换到预备电池等动作。例如，在电器为移动电话的情况下，控制部18检测出异常时，在表示部19表示出在动作中断的同时发生了异常的警告信息及等待画面等，对数据进行临时保存。控制部18可以由FPGA、ASIC(Application Specific Integrated Circuit特定用途集成电路)等门阵列所构成。而且表示部19可以利用液晶显示器及LED显示器等。
异常时动作的电力由二次电池4通过保护部件5而供给。由于由保护部件5能够对供给电流量限制，所以异常时动作能够在比通常消费电力小的电力下动作。或者是在电器具有其它电力供给源的情况下，可以取代二次电池4，或在二次电池4上添加其它的电力供给装置而利用。例如，可以利用电器中所内藏的备份用预备电池，在组式电池正常时从组式电池充电、异常时放电的电容器等。
保护部件5是电阻器或防止过热过电流元件，即利用检测出温度上升及电流量增加并限制电流量的PTC元件等。PTC(positive temperaturecoefficient：正温度系数)元件是具有电阻率的正温度特性的材料，具有伴随着温度上升电阻值增大的特征，能够检测出温度、实质地切断电流。
接点切换部12也能够检测出温度上升及电流增加等。检测出异常时，如上所述，将切换侧切换，变更电气连接。具有未检测出异常时与保护部件5并列连接，检测出异常时二次电池4的负极与第三输出接头6C相连接的结构。在这样的接点切换部12中可以利用双金属。双金属是有两种热膨胀系数不同的金属薄板贴合在一起而构成，温度变化时，由两金属板的膨胀的差异而发生曲率的变化，即板发生弯曲。例如经常使用因瓦合金与青铜的组合，夹入中间膨胀系数的第三金属能够使弯曲的变化更为圆滑。
利用双金属的接点切换部12的结构例示于图7及图8。这些图是表示在组式电池的上面露出的第一输出接头6A、第三输出接头6C、第二输出接头6B的一部分的截面图。图7是表示接点切换部12动作之前，即未检测出异常的状态，而图8是表示由检测出异常使接点切换部12动作的例。接点切换部12设置有由双金属动作的臂部12A，臂部12A是由双金属直接或间接地动作。图7及图8所示的接点切换部12设置有臂部12A与推压板12B。臂部12A是具有弹性的板状导电部件，希望利用铜合金板。金属板的臂部12A在通常状态下是向下弯曲而构成。推压板12B是由双金属构成，配置在臂部12A的下面，抬起臂部12A。推压板12B通常如图7所示的“山”字型，检测出异常时如图8所示跳到谷型，压接于臂部12A的上面。
在这些图中，第一输出接头6A由镍板所构成，连接于二次电池4的正极。在同样由镍板构成的第二输出接头6B与第三输出接头6C之间连接有判别元件17。而且在这些接头的下方配置的基底板11是由铜合金板构成，连接于二次电池4的负极。在基底板11的上面连接有银合金的基底接点11B与保护部件5的PTC元件。该PTC元件的上面与下面为接点。而且在PTC元件的左右配置有绝缘件13A、13B。进而载置于PTC元件的上面的双金属的推压板12B，如图7所示，由绝缘件13A、13B支撑，与其它的部件绝缘。进而，铜合金板的臂部12A分别设置有在前端的切换端向下方突出的移动接点10A，而且在自前端稍向后方下降的位置向背面移动的移动接点10B。这些移动接点10都是由银所制成。该接点切换部12可以与输出接头部分6D组合为一体。
接点切换部12按下述动作。
(1)通常时，即在温度没有异常的范围，如图7所示，臂部12A弹性地推压下面。在该状态下，臂部12A后端的固定端C点与第二输出接头6B，臂部12A前端的切换部的移动接点10A与基底接点11B接触，构成A点，与基底板11相连接。由于基底板11与二次电池4的负极相连接，所以在该状态下C点与A点相连接，第二输出接头6B可以不通过PTC元件而直接与二次电池4的负极导通。由于PTC元件上面所载置的推压板12B无论怎样都不电气接触，所以不导通。另一方面，第三输出接头6C通过判别元件17与第二输出接头6B相连接，结果是呈如图5的等效电路所示的状态，从组式电池的二次电池向电器供给电力，同时，第三输出接头6C与判别元件17相连接。
(2)电池内部的温度上升为异常时，双金属的推压板12B弯曲，如图8所示向上弹，将臂部12A弹性地向上推压。结果是A点开放，同时，移动接点10B与第三输出接头6C相接触，构成B点。同时，PTC接头的上面通过推压板12B及臂部12A与第二输出接头6B相连接。在这种状态下，臂部12A的上面判别元件17由臂部12A迂回，第三输出接头6C与第二输出接头6B直接连接。而且，在臂部12A的下面，第二输出接头6B通过PTC元件与二次电池4的负极相连接。这样，构成如图6的等效电路所示的连接状态，在电器中通过PTC元件而限制电流的供给，而且第三输出接头6C的接头电压为0V。由此，电器的控制部18检测出异常，转移到异常时动作。
(3)在由PTC元件的限流的结果，使温度上升被抑制，下降到不发生异常的范围时，由于双金属的推压板12B再次回到图7的状态，所以解除了推压的臂部12A再次弹性地推压下面，回复到通常状态。通过重复以上的动作，组式电池能够在避免异常状态的同时向电器正确地供给电力。
在该例中，检测出温度上升的保护部件5与接点切换部12组合，由接点切换部12切换异常时的连接状态，同时，由防止过热化电流元件限制异常电流。由此使双金属与PTC元件的功能温度大体相等。
还有，接点切换部12并不限于上述结构。例如，可以是不使用推压板12B，由双金属构成臂部12A，臂部自身弯曲的结构。
而且，在上述例中，接点切换部12与输出接头部分6D是一体构成。在图3及图4中所示的组式电池，以树脂成形部21作为外装箱盒1，该组式电池在树脂成形部21的成形工序中，二次电池4的单元电池7与连接输出接头部分6D的电池的芯包，插入树脂成形部21并固定。由塑料箱盒构成的外装箱盒的组式电池，保护元件3与单元电池7相连接作为电池的芯包，将其收存组合于外装箱盒。但也不限于该例，也可以是单独成形的塑料箱盒作为外装箱盒，输出接头部分与单元电池连接作为电池的芯包，将其收存组合于外装箱盒的结构。进而，还可以是接点切换部与输出接头部分个别构成组合的结构。
进而在上述例中，是由第三输出接头6C检测出电压而判断异常，但也可以是以检测电流取代电压的结构。进而，在上述的例中，是以第一极是正极、第二极是负极为例进行的说明，但即使是正极与负极交换、第一极是负极、第二极是正极的结构，也能够取得同样的效果。
由于由以上的结构能够将判别元件17同时用于组式电池的判断与异常的检测，所以能够得到减少部件数目、廉价的结构，进而对于接点切换部也能够实现使用双金属切换二接点的简单结构。这样，在上述实施方式中，在不使用由复杂的电子电路所构成的复杂的过电流保护部的同时，能够以简单的结构实现异常检测及过电流保护，减低所需要的费用。而且，在发生异常时不是象断路器那样将电流完全切断，而是能够通过维持一部分电流来进行异常时动作，所以能够防止异常发生直接传到电器一侧，避免由瞬间断电所引起的数据丢失等。另外，也能够实现当异常状态被解除时自动恢复到通常动作的恢复动作。
而且图3及图4的组式电池，在电器的安装部(未图示)，将为了位置不偏差安装的决定位置凹凸部2设置于外装箱盒1的角部。在图的例中，是将决定位置凹凸部2设置在外装箱盒1的设有输出接头6的前端的两侧。由于设置有决定位置凹凸部2的组式电池，能够将决定位置凹凸部2嵌合于电器的安装部而置于确定的位置，所以能够使电器不发生位置偏差地安装。但是，本发明实施方式中的组式电池并非一定要在外装箱盒上设置决定位置凹凸部。这是由于将组式电池嵌入电器的电池安装部，也能够进行确定位置的安装。
(保护元件3)
接着，为了详细说明保护元件3，在图9中表示立体图，图10中表示分解立体图，图11中表示俯视图，图12中表示纵剖面图，图13中表示仰视图，图14中表示将保护元件3固定于单元电池7的状态下的纵剖面图。在这些图中所示的保护元件3，设置有备有输出接头6的盖子部15，为了保护二次电池4的保护部件5，检测出异常时切换接点的接点切换部12，控制异常时供电量的保护部件5，以及基底部16。该保护元件3由盖子部15与基底部16组合而构成，在盖子部15与基底部16之间设置有接点切换部12及保护部件5等安全部件20。盖子部15与基底部16有螺丝或吊钩所接合，或者由焊接及黏结等方法接合。而且，还可以用树脂将盖子部15与基底部16一体接合，保护元件3也可以不由别的部件构成，而由树脂等一体成形。
保护元件3与构成二次电池4的单元电池7相电气连接。组式电池是将二次电池4的一部分或全体插入树脂成形部21而固定的同时，在输出接头6向外部露出的状态下保护元件3插入树脂成形部21而固定。保护元件3将盖子部15及基底部16的一部分或全体作为绝缘材料而构成绝缘外套。组式电池将输出接头6固定于保护元件3的盖子部15的表面，通过保护元件3将输出接头6插入树脂成形部21而固定。
盖子部15的构成输出接头6的第一输出接头6A、第二输出接头6B、第三输出接头6C大体在同一平面内以同一形状向外部露出，这些接头相邻接配置。盖子部15的接头由一体成形的树脂所构成。保护元件3也可以由树脂成形而体形成盖子部15及基底部16。这样，保护元件3可以使二次电池的输出接头从内藏有保护部件的绝缘外套露出而一体成形。
在盖子部15与基底部16的接合部的空间内，设置有从异常状态保护二次电池4的保护部件5。保护部件5连接于二次电池4与输出接头6之间，发生异常时将二次电池4的输出切断，防止过电流。特别是保护部件5，由于与输出接头6直接接触，或者配置于接近的位置，所以能够内藏于保护元件3。因此没有必要另外设置保护电路，不需要电路基板及电子部件等，而且也不需要在组式电池内设置配置它们的空间，能够实现小型化与低成本化。
进而，保护元件3将识别二次电池种类的判别元件17直接固定于输出接头6的背面。也就是说，输出接头6的表面向外部露出，作为与电器的连接接头，另一方面，背面作为与识别元件的连接用，将识别元件直接由焊锡焊接或点焊等所固定。通过这样利用输出接头6的两面，能够有效地利用保护元件3的空间，达到紧凑化。进而使识别元件与输出接头6的配线最短，能够对省略配线及基板，低成本化、省空间化做出贡献。以下对各部件进行详细说明。
(输出接头6)
保护元件3，如图3所示，将输出接头6固定于盖子部15的表面。输出接头6从外装箱盒1向外部露出，连接于电器的电源接头(未图示)。输出接头6设置有与正负的电源接头相连接的第一输出接头6A与第二输出接头6B，及信号接头的第三输出接头6C。这些输出接头6以大体同样大小的矩形向外部露出，以相邻接地配置于盖子部15的方式与盖子部15由树脂一体成形，还有，在图9及图10中，是从左向右略呈直线地顺序配置有第一输出接头6A、第三输出接头6C、及第二输出接头6B，但是，当然并不限于上述配置。
(信号接头)
信号接头的第三输出接头6C具有作为识别组式电池种类的识别用接头的功能。在关联技术中，组式电池的输出接头6设置有与二次电池4的正负的电源接头相连接的第一及第二输出接头6。在此基础上添加设置有信号检测用接头的组式电池，例如，如图15所示，与负极用输出接头6短路。对于这一点，在本发明的实施方式中，如图16所示，判别元件17连接于信号接头。
(判别元件17)
判别元件17根据组式电池的二次电池4的特性与种类而设定。例如，通过设定判别元件17得到与二次电池4的容量相对应电阻值的电阻器，与组式电池相连接的电器就能够识别组式电池的电池容量。由此，由于电器能够识别组式电池的组装是否正确，所以即使是有多种组式电池的存在，用户也能够确认选择与安装正确的组式电池。在如果识别了组式电池的种类不同的情况下，例如在连接了额定电压不一致的组式电池时，能够表示操作错误的信息、拒绝接受由电源供给的电力、或在表示部19等表示出连接组式电池有误的信息告知用户。
而且，如果电器是向组式电池充电的充电装置，则由第三输出接头6C能够检测出电阻值、识别电池容量，从而进行最佳的充电。具体地，在定电流充电时的电流值是760mA的电池的情况下，设定判别元件17的电阻值为75kΩ，在820mA的情况下设定为85kΩ等。这样，与组式电池相连接的电器能够通过检测出信号接头的电压、电流，而取得关于设置于判别元件17的二次电池4的特性的信息。
而且，基于判别元件17还能够识别组式电池的真伪。例如，在将组式电池的接头电压虽然相等但不是推荐的组式电池的电池、换言之将不具有判别元件17的组式电池连接于电器的情况下，由于通过由第三输出接头6C检测出电压，能够识别不是正规的组式电池，所以电器一侧能够进行表示出错误信息等真伪判定。特别是，在连接非正规标准品等、质量低劣的电池时，可能产生供给电力的不稳定等问题，所以确实识别是正规的电池可以避免这一问题，使电池包的可靠性提高。
判别元件17可以利用芯片电阻等电阻器及电容器、IC芯片等。例如在图17的例中，作为判别元件17的电阻器R2与电容器C2，并联连接于第二输出接头6B与第三输出接头6C之间。如图10所示，这些元件在接头的背面侧以接头间呈桥接导通的状态而固定。由此能够进行无配线的最短距离的连接，能够实现减少部件数目、省空间、低成本的电池判别。
或者在本发明的另一实施方式中，不使用IC芯片等，通过由信号接头在组式电池与电器之间进行数据通信等，能够进行更高度的识别。
信号接头的第三输出接头6C，进而还增加有识别组式电池种类的功能，具有能够作为检测出二次电池4的异常的异常检测接头的功能。通过检测出组式电池的异常时变化电压值及电流值等设定，能够将异常的发生告知电器一侧。通过这样将信号接头兼用于电池的识别与电池异常的检测，能够达到减少接头数使电池小型化，由组装工序的简化及部件数目的减少而达到低成本化等目的。
(接点切换部12)
图10所示的接点切换部12是断路器。断路器构成配置于盖子部15与基底部16之间的安全部件20，设置有可动接点12B。可动接点12B是能够弹性变形的导电性金属板。一端固定于第二输出接头6B与第三输出接头6C，在前端固定有接点金属12A。可动接点12B，接点金属12A与固定于基底部16的导向片8的固定接点14接触而成为接通(ON)状态，从导向片8离开切换为断开(OFF)状态。可动接点12B，例如由温度变形金属所构成，在单独由温度变形之外，在由其它部件的温度变形金属的温度进行接通(ON)断开(OFF)切换。温度变形金属是有热膨胀系数不同的多种金属叠层的双金属及三金属等。温度变形金属在温度上升时变形，将在接通(ON)位置的可动接点12B切换至断开(OFF)位置。
该断路器的温度变形金属检测出电池温度，接通断开切换可动接点12B。图中虽未表示，但断路器具有电池的电流流过温度变形金属的结构，或者是将加热电阻与电池串联连接，由加热电阻对变形金属进行加热的结构，也能够检测出过电流并将电流切断。而且，可动接点也能够作为温度变形金属。由于该断路器的可动接点能够与温度变形金属并用，所以能够简化内部结构。
图10的接点切换部12是使用断路器，但也可以使用PTC作为保护部件5，保险丝、电子电路所构成的保护电路的代用或它们的组合。
(保护部件5)
保护元件3设置有在电池为异常状态时切断电流、安全保护电池的保护部件5。保护部件5除了利用PTC元件之外，还可以利用保险丝、电子电路所构成的保护电路等。在使用PTC元件的情况下，在基底部16中内藏有当温度高于设定温度时电阻急剧增大，实质上将电流切断的部件。保险丝是检测出过电流，将电流切断。在使用保险丝的情况下，在基底部16中内藏有能够由过电流熔断的保护部件。电子电路的保护电路是检测出电池的过电流及温度等，或者是检测出过充电过放电而控制充放电电流。由电子电路所构成的保护电路，将实现上述目的的电子部件内藏于基底部16。或者，也可以利用检测出温度及过电流而切断电流的断路器取代保护部件5。由于上述断路器等接点切换部12也能够检测出温度上升和电流增加等，所以将接点切换部12与保护部件5组合，能够达到异常检测与电池、电路等的保护的目的。在后面要叙述的图1及图2的例中，将检测温度上升的保护部件5与接点切换部12组合，在由接点切换部12切换异常时连接状态的同时，由防止过热化电流元件而限制异常电流。所以双金属与PTC元件的功能温度大体相等。
图14所示的保护元件3，在盖子部15的表面固定输出接头6，与定位置固定输出接头6的接头的支架上的保护元件3并用。输出接头6，将第一输出接头6A连接于单元电池7，通过判别元件17将第三输出接头6C与第二输出接头6B相连接，第二输出接头6B通过基底部16上配设的安全部件20连接于单元电池7。输出接头6插入塑料制的盖子部15内并固定。这里，输出接头6可以由黏结、销、或螺丝所固定，或由嵌合等手段固定于盖子部15。
进而，图中保护元件3，形成树脂成形部21的同时，在基底部16设置有为了将电池的芯包临时固定于模具成形室的正确位置的嵌合部5A。图中的基底部16在底部的两侧设置有多个嵌合部5A。嵌合部5A是在基底部16底面设置的凹部。凹部的嵌合部5A嵌入模具的临时固定销，将保护元件3临时固定于正确的位置。
图14所示的保护元件3，为了与单元电池7相连接，在盖子部15及基底部16上连接有一对导向片8。一对导向片8与单元电池7的正负电极相连接，保护元件3与单元电池7相连接。导向片8从盖子部15向外突出延伸。一导向片8与构成第一输出接点6A的金属板一体连接。另一导向片8通过基底部16上配置的安全部件20与第二输出接头6B相连接。导向片8固定于单元电池7的凸部电极7A与平面电极7B，保护元件3与单元电池7相连接。导向片8由电阻焊接及激光焊接等方法焊接固定于单元电池7的电极。通过一对导向片8将保护元件3连接于单元电池7。制作电池的芯包。通过导向片8能够将固定有输出接头6的保护元件3连接于单元电池7。使用电路基板能够将保护元件3和输出接点6连接于单元电池7。所以，图14的组式电池不通过电路基板而将保护元件3插入固定于外装箱盒1的树脂成形部21。但本发明的组式电池是将保护部件5固定于电路基板，通过该电路基板也能够连接于单元电池。而且，将输出接头固定于接头支架，也可以固定于外装箱盒的既定位置。
这样，根据上述组式电池，由于能够识别内藏二次电池的种类，所以由电器一侧能够识别多种组式电池，能够对不同种类的组式电池的安装发出警告，排除式样不一致的电池，进行根据组式电池的最佳充电等对应于组式电池的最佳利用。由此，例如没有必要根据连接的电器将组式电池的形状变更为专用的形状，而且还能够避免与其它组式电池偶然形状一致而连接的事件的发生，能够有效地防止组式电池的误连接。特别是，用于电池识别的识别元件在输出接头的漏出面与反面直接连接的结构，能够构成最简单的电路，不需要配线，构成部件也最少，能够对小型化、低成本化做出贡献，进而在组式电池的接头部分内藏有防止异常电流机构的情况下，由信号接头不仅用于二次电池的种类识别，而且还用于电池的异常检测，能够进一步使接头数减少，实现电池的小型化。

Claims (15)

1.一种组式电池，其特征在于：
具有以下结构，是设置有具有第一极与第二极的可充电二次电池(4)，以及检测出所述二次电池(4)异常时保护所述二次电池(4)的保护元件(3)的组式电池，
所述保护元件(3)，作为输出接头(6)，设置有与所述二次电池(4)的第一极相连接、向外部露出的第一输出接头(6A)，
与所述二次电池(4)的第二极相连接、向外部露出的第二输出接头(6B)，
为了信号的检测向外部露出的第三输出接头(6C)，
以及检测出所述二次电池(4)异常时为了保护所述二次电池(4)而切换接点的接点切换部(12)；
所述保护元件(3)与所述输出接头(6)及接点切换部(12)是作为一体成形，且所述接点切换部(12)的一端与所述第二输出接头(6B)连接，另一端与连接于所述二次电池(4)的第二极的接点同连接于所述第三输出接头(6C)的接点以可切换的方式相连接，检测出非异常时，另一端与所述二次电池(4)的第二极连接的接点连接，检测出异常时，另一端切换至连接于所述第三输出接头(6C)的接点。
2.根据权利要求1所述的组式电池，其特征在于：所述第三输出接头(6C)与为了识别所述二次电池(4)的种类的判别元件(17)相连接。
3.根据权利要求1所述的组式电池，其特征在于：所述第三输出接头(6C)与为了识别所述二次电池(4)温度上升的判别元件(17)相连接。
4.根据权利要求2所述的组式电池，其特征在于：所述判别元件(17)连接于所述第三输出接头(6C)与所述第二输出接头(6B)之间。
5.根据权利要求1所述的组式电池，其特征在于：作为内藏于所述保护元件(3)、检测出所述二次电池(4)异常时保护所述二次电池(4)的安全部件(20)，
设置有连接在所述二次电池(4)的第二极与所述第二输出接头(6B)之间的保护部件(5)。
6.根据权利要求5所述的组式电池，其特征在于：所述保护部件(5)是PTC元件。
7.根据权利要求4所述的组式电池，其特征在于：作为内藏于所述保护元件(3)、检测出所述二次电池(4)异常时保护所述二次电池(4)的安全部件(20)，
设置有连接在所述二次电池(4)的第二极与所述第二输出接头(6B)之间的保护部件(5)。
8.根据权利要求7所述的组式电池，其特征在于：所述保护部件(5)是PTC元件。
9.根据权利要求7所述的组式电池，其特征在于：所述保护元件(3)与露出所述输出接头(6)的外部露出面的相反一面的所述安全部件(20)及判别元件(17)相连接。
10.根据权利要求9所述的组式电池，其特征在于：所述判别元件(17)在所述第二输出接头(6B)与所述第三输出接头(6C)之间，在与接头的外部露出面在相反一面电气连接的状态直接固定于接头。
11.根据权利要求1所述的组式电池，其特征在于：所述二次电池(4)与所述保护元件(3)是由树脂成形而一体形成的。
12.根据权利要求1所述的组式电池，其特征在于：所述接点切换部(12)设置有由双金属而动作的臂部(12A)。
13.根据权利要求12所述的组式电池，其特征在于：所述臂部(12A)的一端作为固定端(C)，另一端作为切换端，切换端可以在与连接于所述二次电池(4)的第二极的接点(A)相连接、与所述保护部件(5)并行连接的非异常位置，与连接于所述第三输出接头(6C)的接点(B)相连接、与所述第三输出接头(6C)及所述第二输出接头(6B)相连接的异常位置之间切换，所述由双金属动作的臂部(12A)检测出因温度上升而引起的异常时，由非异常位置切换至异常位置，臂部(12A)未检测出异常时，回复到非异常位置。
14.一种组式电池的检测方法，其特征在于：
是设置有具有第一极与第二极的可充电二次电池(4)，以及检测出所述二次电池(4)异常时保护所述二次电池(4)的保护元件(3)的组式电池的检测方法，
具有在所述保护元件(3)未检测出二次电池(4)异常时，与所述组式电池相连的电器，从连接有为了判别二次电池(4)的种类的判别元件(17)的第三输出接头(6C)检测出对应于判别元件(17)的信号的步骤，
在所述保护元件(3)检测出二次电池(4)异常时，迂回过所述判别元件(17)，所述第二输出接头(6B)与所述第三输出接头(6C)相连接的步骤，
以及所述电器通过所述第三输出接头(6C)检测出异常，转移到以比所述二次电池(4)的额定电压低的电压下能够工作的既定异常动作的步骤。
15.根据权利要求14所述的组式电池的检测方法，其特征在于：所述既定异常动作，是表示既定画面的动作。
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