CN101375461A - 电池组件 - Google Patents

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Abstract

以通过连接部件连接多个单电池(1)的－侧和+侧的端子的状态收容在金属壳体内。在金属壳体内设置+侧和－侧的外部端子，通过引线连接外部端子和单电池的端子。在金属壳体内设有电压监视用连接器，连接该电压监视用连接器和从各单电池(1)的+侧和－侧延伸的电压取出用电线。通过电压监视用连接器，可以得知各单电池的充电状况，可以防止单电池的过度充电。

Description

电池组件
技术领域
本发明涉及将多个单电池收容在壳体内而构成的电池组件，特别涉及设有对封入壳体内的单电池的电压进行监视的电压监视用连接器。
背景技术
作为将多个单电池收容在壳体内而构成的电池组件已知有过去记载于专利文献1(日本特开2004—146161号公报)或专利文献2(日本特开2004—55346号公报)的技术。专利文献1记载的技术是在单电池与壳体之间配置弹性体而防止单电池的振动的技术。此外，专利文献2记载的技术是将多个单电池收容在壳体内的同时，在单电池和壳体之间设置凝胶状的粘接剂或橡胶片的技术。
此外，专利文献3(日本特开2001—68074号公报)记载的技术如下：在使用锂离子二次电池作为单电池的情况下，为了抑制其液体泄漏和气体侵入，在具有气体阻挡层的由片状物构成的壳体内收容多个单电池。
但是，上述那样形成的过去的电池组件中存在如下的要解决的课题。即，在如上述各专利文献中提出的电池组件中，使用锂离子二次电池作为收容在内部的单电池时，有可能因过度充电而导致单电池破裂，从而内部的石油类溶剂泄漏着火。
特别是，若在一个壳体内收容多个单电池的状态下进行充电，每个单电池的充电状况不同，即使在多个单电池中的几个被100％充电的状态下，若其它单电池未完全充电，则作为电池组件整体的充电状况未达到100％，所以不停止充电操作而继续。其结果，在已经达到100％的充电度的单电池中也流过充电电流，产生过度充电。
上述各专利文献记载的现有技术，都不是针对因上述那样的各单电池之间的充电度不同而引起的过度充电而提出了对应策略的技术，不能否定基于过度充电的单电池破裂的可能性。
此外，在锂离子电池那样的二次电池中，因水分进入电池内部而导致电池寿命显著缩短。在现有技术中，将每个单电池放入铝罐或由层叠膜等不透过水分的材料做成的外覆构件中严密地进行密封，以防水分从外部进入，但是，由形成或不形成密封部分而引起的水分的透过量因每个单电池的外覆构件而不同，由此，其寿命因内置的每个单电池而不同。
相对于此，专利文献3的技术对外侧的壳体本身提供气体阻挡性能，从而防止水分向壳体内部的各单电池的侵入，实现解决有关寿命的课题。但是，该专利文献3的技术使用层叠多种素材而成的片状的部件作为壳体，所以壳体本身没有刚性，不能充分对应来自外部的冲击或内部的着火事故。
发明内容
本发明是用于解决上述课题而做出的，其目的在于，提供一种可以从壳体外部监视各单电池的电压，并且对耐冲击或着火事故的强度也优良的电池组件。
为了实现上述的目的，本发明的电池组件的特征在于，包括：金属壳体；多个单电池，与外气密封而连接配置在上述金属壳体内；端子，设置在上述金属壳体上，从处于连接状态的单电池向壳体外部取出电流；布线，为取出上述各单电池的电压而设置在金属壳体内部；及单电池电压监视用连接器，与上述布线连接、且设置在金属壳体外部。
此外，用于实现上述目的的本发明的电池组件的特征在于，包括：金属壳体；多个单电池，与外气密封而连接配置在上述金属壳体内；端子，设置在上述金属壳体上，从处于连接状态的单电池向壳体外部取出电流；布线，为取出上述各单电池的电压而设置在金属壳体内部；电压监视用电子电路，与上述布线连接、且设置在金属壳体内部；及信息收发用的连接器，与上述电压监视用电子电路连接、且设置在金属壳体外部。
并且，在上述记载的电池组件中，可以封入氮气或氩气等上述惰性气体，或者填充发泡聚氨酯或发泡苯乙烯等发泡材。
此外，可以串联连接多个柱状或板状的单电池。
根据本发明，可以从壳体外部监视各单电池的电压，所以可以可靠地防止单电池的过度充电。此外，作为外部的壳体使用金属壳体，从而可以格外提高壳体的强度，能够实现对来自外部的冲击或来自内部的着火事故时的破裂的安全性。
根据下面参照附图叙述的实施例的记载，本发明的进一步的特征会更加明确。
附图说明
图1是表示基于本发明的电池组件的第一实施方式的截面图。
图2是表示基于本发明的电池组件的第二实施方式的截面图。
图3是表示基于本发明的电池组件的第三实施方式的分解立体图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
(1)第一实施方式
图1所示的第一实施方式表示本发明的基本结构，具备多个单电池，作为各单电池1使用了在其上下端部具有+端子和—端子的柱状电池。这些多个单电池1收容在由铁或铝的模压成型产品或铸造产品构成的气密/水密性的金属壳体2内。
上述多个单电池1交替改变上下的方向而收容在金属壳体2内，通过连接部件3连接其—侧和+侧的端子，从而串联地电连接。在金属壳体2上设有+侧和—侧的外部端子4，这些外部端子4和单电池1的端子通过引线5连接。
在金属壳体2上设有电压监视用连接器6，在该电压监视用连接器6的金属壳体内侧的接点连接有从各单电池1的+侧和—侧伸出的电压取出用电线7。
在上述金属壳体2和各单电池1的空隙部S中封入氮气或氩气等隋性气体，或者填充发泡聚氨酯或发泡苯乙烯等发泡材。
在具有这种结构的第一实施方式中，可以通过设置在金属壳体2上的连接器6来监视各单电池的电压，所以在某个特定的单电池的充电度达到100％的时刻停止电池组件整体的充电，从而可以防止对该单电池的过度充电。
此外，将单电池1收容在具有刚性的金属壳体2的内部，所以即使有单电池在金属壳体内部破裂的情况，也不着火、提高安全性。特别是，如专利文献3所示，与利用复合片防止水分侵入的技术相比，通过使用刚性高的金属壳体，提高对来自外部的冲击的单电池的保护功能的同时，与复合片相比，容易制作金属壳体这一点也有利。
并且，如上所述在上述金属壳体2和各单电池1的空隙部封入了惰性气体时提高耐火性能。此外，在填充了发泡聚氨酯或发泡苯乙烯等发泡材时，防止单电池在金属壳体2内的振动，具有防止石油类溶剂的漏出和防止水分从外部侵入的效果。
(2)第二实施方式
相对于上述第一实施方式做成将各单位电池1的电压直接取出到电压监视用连接器6，图2所示的第二实施方式在金属壳体2内设置电压监视用的电子电路8，通过该电压监视电子电路8收集
(a)某个单电池是否达到过度充电状态。
(b)可否对电池组件充电。
(c)各单电池的充电状况。
(d)电池寿命。
等信息，将其通过设置在金属壳体2上的信息收发用的连接器9取出到金属壳体2的外部。
根据该第二实施方式，检测各单电池的电压以外，可以通过连接器9取得与各单电池或电池组件整体有关的其它信息，所以与上述第一实施方式相比，具有可以进行与充电时和电池寿命有关的更高度的管理的优点。
其它结构与第一实施例相同，所以省略其说明。
(3)第三实施方式
图3所示的第三实施方式是在层叠多个薄板状的单电池1的状态下收容在金属壳体2内的实施方式。这时，各单电池1将电池主体1a密封在聚乙烯、聚丙烯、PET、聚碳酸酯、ABS等的包覆1b内，从包覆1b的一边拉出+及—的端子，通过用压接、熔接等手段相互连接这些端子，从而电连接。
此外，在层叠的各单电池1的端部一体地安装有如上述第二实施方式所示那样的监视用的电子电路8和连接器9、以及+侧和—侧的外部端子4。
作为金属壳体2，使用由筒状的壳体主体2a和设于其前后的盖板2b、2c构成的箱状的壳体。这时，在前方的盖板2b上设有用于插入连接器9和外部端子4的开口部9a、4a。并且，在壳体主体2a内插入了处于层叠状态的单电池1的状态下，通过螺丝固定或嵌合等手段固定其前后的盖板2b、2c，从而将单电池1密封在内部。
并且，为了确保金属壳体2的气密/水密性，可以在壳体主体2a和前后的盖板2b、2c的接合部分、及连接器9及外部端子4与开口部9a、4a的接合部分配置密封件。
在具有这种结构的第三实施方式中，除了上述各实施方式的作用效果以外，由于通过外部的金属壳体2确保高度的非透湿性，因此，即使用聚乙烯等成型性/加工性优良的绝缘材料制作单电池1的包覆，也不担心水分侵入单电池内部，不会导致电池寿命的缩短。因此，降低在内部引起短路故障等可能性，进一步提高安全性。

Claims (8)

1.一种电池组件，其特征在于，包括：
金属壳体；
多个单电池，与外气密封而连接配置在上述金属壳体内；
端子，设置在上述金属壳体上，从处于连接状态的单电池向壳体外部取出电流；
布线，为取出上述各单电池的电压而设置在金属壳体内部；及
单电池电压监视用连接器，与上述布线连接、且设置在金属壳体外部。
2.一种电池组件，其特征在于，包括：
金属壳体；
多个单电池，与外气密封而连接配置在上述金属壳体内；
端子，设置在上述金属壳体上，从处于连接状态的单电池向壳体外部取出电流；
布线，为取出上述各单电池的电压而设置在金属壳体内部；
电压监视用电子电路，与上述布线连接、且设置在金属壳体内部；及
信息收发用的连接器，与上述电压监视用电子电路连接、且设置在金属壳体外部。
3.如权利要求1或2所述的电池组件，其特征在于，
在上述金属壳体的内部的空隙部分封入了惰性气体。
4.如权利要求3所述的电池组件，其特征在于，
上述惰性气体是氮气或氩气。
5.如权利要求1或2所述的电池组件，其特征在于，
在上述金属壳体内部的空隙部分填充了发泡材。
6.如权利要求5所述的电池组件，其特征在于，
上述发泡材是发泡聚氨酯或发泡苯乙烯。
7.如权利要求1或2所述的电池组件，其特征在于，
上述多个单电池是将柱状的电池串联连接的电池。
8.如权利要求1所述的电池组件，其特征在于，
上述多个单电池是将板状的电池串联连接成层状的电池。
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