CN1497766A

CN1497766A - 电池组装置

Info

Publication number: CN1497766A
Application number: CNA2003101007071A
Authority: CN
Inventors: 泷川真喜人
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2004-05-19

Abstract

一种电池组装置，在串联连接多个电池(1)的电池组装置中，在各电池(1)上分别付设有：当超过允许温度时断开向该电池的通电并使预备路径成为导电通路的热敏开关(2)、与该热敏开关的第1端子(7b)连接的导体板(11)、与热敏开关的公用端子(6b)连接的导体板(12)、以及与热敏开关的第2端子(8b)连接并可成为上述预备路径的导体板(13)。热敏开关，通常使可动接点部件(10)与第1固定接点相接触、使导体板(12)、(11)之间相导通，但若该电池异常发热则双金属片翻转使可动接点部件与第2固定接点接触，使导体板(12)、(13)相导通。这种电池组装置，即使一部分电池异常发热也可以使用并可提高安全性。

Description

电池组装置

技术领域

本发明涉及一种串联连接多个电池的电池组件(pack)等的电池组装置，尤其涉及一种考虑即使电池异常发热也不会造成故障的电池组(battery)装置。

背景技术

在这种电池组装置中，以前，作为电池异常发热时的安全对策，公知的有付设热敏开关的技术。即，因为若在异常发热的电池中继续流动电流，则会加大引起漏液或爆炸的危险性，所以事先在串联连接的电池与电池之间设置热敏开关，在电池组件内的温度达到判定为异常的高温时，热敏开关就会从接通状态切换到断开状态、断开向各电池通电。

在此，热敏开关具有接合多片热膨胀系数不同的金属板而制成的双金属片等热敏元件，将该双金属片呈悬臂梁状安装在壳体上，并且使固定设置在双金属片的自由端部的可动接点与固定设置在壳体上的固定接点可接触分离地相对向。该热敏开关，虽然在规定温度以下时通过双金属片，可动接点按在固定接点上而保持在开关接通状态，但是若超过规定温度则因双金属片翻转而可动接点从固定接点分离、切换为开关断开状态，适合作为检测异常发热、抑制发热的热敏保护装置使用。

如上所述，在付设热敏开关作为串联连接的多个电池的热敏保护装置的现有的电池组装置中，由于若热敏开关检测到1个电池的异常发热则断开向各电池的通电，故在该期间停止作为电源的功能。即，因为即使仅1个电池发生故障、其余的所有电池均正常，但以该电池组作为电源的器件主体也不能使用，所以存在使用不方便的问题。另外，因为即使断开向异常发热的电池的通电、温度也不会迅速降低，所以基于安全对策上的考虑、有时也必须启动冷却风扇或警报器等，但是，由于在现有的电池组装置中不具有从热敏开关向具有保护功能电路等外部电路输出指令信号的结构，故存在提高电池异常发热时的安全对策的机构易于复杂化的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的现有技术的现状而做出的，其目的在于提供一种即使一部分电池异常发热也可以使用且易于提高安全措施的电池组装置。

为了实现上述目的，在本发明的电池组装置中，在串联连接的多个电池上分别设置有：可作为不经过该电池的导电通路而使用的预备路径；以及在超过允许温度时断开向该电池的通电、使上述预备路径成为导电通路的切换机构。

在这样构成的电池组装置中，因为如果任意一个的电池异常发热，可通过付设在该电池上的切换机构，断开向该电池的通电，同时向付设在该电池上的预备路径进行通电，所以只要事先将该预备路径设为绕过这些电池的旁开路径，就能够绕过异常发热的电池、继续向其他的电池通电。即，通过将相邻接的一个电池的预备路径与另一个电池的切换机构相连接，即使任意的电池异常发热也能确保绕过该电池的旁开路径，所以能够避免电源功能的停止。另外，由于只要事先将预备路径与保护功能电路等的外部电路相连接，就能够将电池的异常发热信息自动地向外部电路通报(输出)，故容易实现使冷却风扇或报警器等动作的安全措施。

在所述的电池组装置中，最好是：上述切换机构具有与这些电池相连接的第1固定接点、与上述预备路径相连接的第2固定接点、由接合多个热膨胀系数不同的金属板而构成并其自由端部可在上述第1及第2固定接点之间变位的双金属片的热敏元件、以及位于该热敏元件的自由端部并与上述第1及第2固定接点中任意一个接触的可动接点部；在允许温度以下时，上述热敏元件，使上述可动接点部与上述第1固定接点接触，在超过允许温度时，上述热敏元件翻转，使上述可动接点部与上述第2固定接点接触。

若按上述构成，则通过可动接点部与第1固定接点的导通，能够实现对于正常的电池的通电，但是若其电池异常发热，则随着热敏元件的翻转动作而可动接点部从第1固定接点离开、与第2固定接点相接触，所以断开向异常发热的电池的通电、可靠地进行使新的预备路径成为导电通路的切换动作。此外，如果作为上述可动接点部，使用被固定设置在热敏元件的自由端部、并具有向第1固定接点一侧凸出的部位和向第2固定接点一侧凸出的部位的接点部件，则无需分别设置与各固定接点相接离的可动接点，所以更好。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的热敏开关的正常状态的剖视图。

图2是表示图1所示的双金属片翻转后状态的剖视图。

图3是图1、2所示的热敏开关的外观图。

图4是除去图1～图3所示的热敏开关的上壳体的俯视图。

图5是组装有图1～图4所示的热敏开关的电池组装置的主要部分的说明图。

图6是表示本发明的另一实施例的热敏开关的正常状态的剖视图。

图7是表示图6所示的双金属片翻转后的状态的剖视图。

具体实施方式

本申请发明，虽然由以下例子可更加明确地进行说明，但是并不只局限于这些例子。

以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。图1是表示本发明的实施例的热敏开关的正常状态的剖视图，图2是表示该热敏开关的双金属片翻转后状态的剖视图，图3是该热敏开关的外观图，图4是除去该热敏开关的上壳体的俯视图，图5是组装有该热敏开关的电池组装置的主要部分说明图。

图5所示的电池组装置，是串联连接多个电池1而形成的电池组装置，并在各电池1上安装有热敏开关2以及导体板11～13。该热敏开关2，大致由组合下壳体4及上壳体5而制成的合成树脂制的壳体3、在成形下壳体4时被一体化的良导电性的金属板6、7、在成形上壳体5时被一体化的良导电性的金属板8、层压接合热膨胀系数不同的2片金属板而形成的双金属片(包括把良导电性的铜板夹在中间作为中间层的三层金属片)9、以及铆接固定在该双金属片9的自由端部的良导电性的可动接点部件10构成。而且，金属板6～8例如由黄铜或磷青铜等制成，可动接点部件10例如由铜·镍合多或银锡氧化物等制成。另外，在双金属片9的中央部形成有用于使翻转动作可靠地进行的拱状的翻转部9a

金属板6具有：露出在下壳体4中的公用接点6a、向下壳体4的外方凸出的公用端子6b、以及嵌在下壳体4内的倾斜部6c。同样，金属板7具有：露出在下壳体4的内底面上的第1固定接点7a、向下壳体4的外方凸出的第1端子7b、以及嵌在下壳体4内的倾斜部7c。金属板8具有：露出在上壳体5的内顶面上的第2固定接点8a、向上壳体5的外方凸出的第2端子8b、以及嵌在上壳体5内的未图示的倾斜部。双金属片9的固定端部，通过点焊等方法被固定在公用接点6a上，双金属片9的自由端部，在相对向的第1固定接点7a与第2固定接点8a之间可进行变位(可摆动)。可动接点部件10的向第1固定接点7a一侧凸出的部位可与该固定接点7a相接离(接触分离)，也向第2固定接点8a一侧凸出的部位可与该固定接点8a相接离。

但是，如图3所示，公用端子6b与第1端子7b从壳体3(下壳体4)向互相相反的方向导出，第2端子8b，沿与公用端子6b及第1端子7b的导出方向相交错的方向(在本例中为垂直方向)从壳体3(上壳体5)导出。据此，3个端子6b、7b、8b从壳体3向完全不相同的方向导出，提高了与导体板11～13相连接时的作业性，并且能够减小将热敏开关2安装到电池等发热体或基板(未图示)等上时的安装面积(占有面积)。

另外，因为与双金属片9的固定端部导通连接的公用端子6b与第1及第2端子7b、8b中的任意一个端子(在本实施例中为第1端子7b)从壳体3向互相相反的方向导出，所以在由镶嵌成形使端子6b及端子7b与壳体3(下壳体4)呈一体化时，能够利用由相同的带钢(hoop)材料制成的金属材料加工2个端子6b、7b，生产性优越。

另外，在第2端子8b上，施以如图3所示的弯曲加工，使公用端子6b与第1及第2端子7b、8b三个端子的下面位于同一平面上，据此，也可以将热敏开关2表面安装到基板等上使用。

安装在各电池1上的热敏开关2与导体板11～13的连接关系，如图5所示，是第1端子7b与导体板7b连接，公用端子6b与导体板12连接，第2端子8b与导体13连接。另外，导体板11与这些电池1的负极连接，导体板12与这些电池1相邻的一方的电池1的正极连接，导体板13与从这些电池1相邻的另一方的电池1延伸出的另一导体板12连接。

而且，在双金属片9为规定温度以下的正常状态(通常的使用状态)下，如图1所示，由于可动接点部件10与第1固定接点7a接触，故通过双金属片9导通公用端子6b与第1端子7b，因此导电板12、11之间闭合，导体12、13之间开放。但是，在超过规定温度的高温时，如图2所示，由于双金属片9翻转，故可动接点部件10从第1固定接点7a上分离并与第2固定接点8a接触。即，因为断开公用端子6b与第1端子7b的导通，公用端子6b与第2端子8b通过双金属片9成为导通的状态，所以导体板12、11之间开放、导体板12、13之间闭合。

因为安装在各电池1上的热敏开关2如上述那样进行动作，所以本实施例的电池组装置，若任意的电池1异常发热，则断开向该电池1的通电，而付设在该电池1上的导体板13具有旁路的功能。即，在图5中，若将图示中央的电池设为1a、与电池1a的右侧相邻的电池设为1b、与电池1a的左侧相邻的电池设为1c，则如果该3个电1a～1c上没有异常，则电流经过付设在各电池的负极上的导体板12、11流入，从各电池的正极向相邻的电池的导体板12输送电流。但是，例如若图示中央的电池1a异常发热，安装在该电池1a上的热敏开关2的双金属片9翻转，则由于如上所述可动接点部件10从第1固定接点7a上分离而与第2固定接点8a接触，故付设在电池1a上的导体板12、11之间开放、导体板12、13之间闭合，如图5所示的剖面线部分成为导电通路。据此，因为成为从电池1b的正极向电池1a用的导体板12流入的电流，并不流向电池1a用的电体板11、而流向导体板13，所以电流不从电池1a的负极流入、其通电断开，且由于电流经过电池1a用的导体板12、13、送出到电池1c用的导体板12，故电池1b与电池1c绕过电池1a、成为被短路的状态。

这样，本实施例的电池组装置，由于为即使任意的电池1异常发热，也可确保绕过其电池1的旁开路径、使电源功能不停止的构成，故能够确保安全性且使用非常方便。此外，由于只要事先将在各电池1上付设作为预备路径的导体板13、与保护功能电路等的外部电路相连接，就能够将电池1的异常发热信息自动地向外部电路通报(输出)，故容易实现安全对策。

另外，在本实施例中，热敏开关2，因为将双金属片9的一端侧设置成保持可动接点部件10的自由端部，将双金属片9的另一端侧设置成与公用端子6b始终导通的固定端部，所以简化了结构，同时，能够可靠地进行与温度变化相对应的可动接点部件10与各固定接点7a、8a的接离动作及、随之的导电通路的切换。而且，因为第1固定接点7a与第2固定接点8a相对向，能够使铆接固定在双金属片9的自由端部的可动接点部件10与各固定接点7a、8a相接离，所以无需设置与旁开路径用的固定接点8a相接离的专用的可动接点部件。由此，能够廉价地实现电池组装置的使用方便及提高安全性。

此外，在2个固定接点7a、8a处于移位(错位)、相对向的状态时，为了可靠地进行接通/断开动作，也可以分别与第1及第2固定接点7a、8a相对应、单独设置2个可动接点部件。另外，虽然公用接点6a和第1及第2固定接点7a、8a分别与构成公用端子6b和第1及第2端子7b、8b的金属板6～8一体形成，但是根据需要，也可将各端子6b、7b、8b与由其他部件构成的接点6a、7a、8a分别固定在金属板6～8上。

图6是表示本发明的另一实施例的热敏开关的正常状态的剖视图，图7是表示该热敏开关的双金属片翻转后的状态的剖视图，在与图1、2相对应的部分上使用相同符号。

在如图6、7所示的热敏开关中，由下壳体4的凸起部4a与上壳体5的凸起部5a夹持双金属片9的中央部，使双金属片9的两端部可进行摆动(可变位)，在该两端部上分别铆接固定有可动接点部件10与可动接点部件15，并且，始终与金属板6相导通的良导电性的金属板16与上壳体5成为一体。该金属板16，具有露出在上壳体5的内顶面的公用接点16a、向上壳体5的外方凸出的公用端子16b、以及嵌在上壳体5的内的倾斜部16c，可动接点部件15可与公用接点16a与公用接点6a接离，虽然未图示，但是公用端子16b与公用端子6b相连接。

而且，在双金属片9为规定温度以下的正常状态(通常的使用状态)下，如图6所示，由于可动接点部件10与第1固定接点7a接触、可动接点部件15与公用接点6a接触，故通过双金属片9导通公用端子6b与第1端子7b。但是，在超过规定温度的高温时，如图7所示，由于双金属片9翻转，故可动接点部件10从第1固定接点7a上分离并与第2固定接点8a接触，并且可动接点部件15从公用接点6a上分离并与公用接点16a接触。在此，因为公用接点6a、16a通过公用端子6b、16b始终相导通，所以可动接点部件15无论与哪个公用接点6b、16b接触均电性等价，因此，通过使可动接点部件10从第1固定接点7a上离开并与第2固定接点8a相接触，能够进行与上述实施例相同的切换动作。

此外，在上述各实施例中，也可设置成在任意一个电池异常发热、双金属片9翻转后，即使该电池的温度降低，双金属片9也不恢复到正常状态的结构。据此，能够可靠地将有异常的电池维持在旁通模式，能够进一步提高安全性。

本发明按以上所述的方式实施，起到以下所述的效果。

该电池组装置，因为若任意一个电池异常发热，则通过付设在该电池上的热敏开关等的切换机构断开向该电池的通电，并且向付设在这些电池上的预备路径通电，所以只要事先将该预备路径设成绕过该电池的旁开路径，就可以绕过异常发热的电池而继续向其他的电池通电，能够避免电源功能的停止。另外，由于只要将预备路径与保护功能电路等外部电路相连接，就可将电池的异常发热信息自动地向外部电路通报(输出)，故容易实现安全性的提高。

Claims

1.一种电池组装置，其特征在于：

在串联连接的多个电池上分别设置有：

可作为不经过该电池的导电通路而使用的预备路径；以及

在超过允许温度时、断开向该电池的通电、使所述预备路径成为导电通路的切换机构。

2.如权利要求1所述电池组装置，其特征在于：将相邻接的一个电池的所述预备路径与另一个电池的所述切换机构相连接。

3.如权利要求1所述电池组装置，其特征在于：将所述预备路径与外部电路相连接。

4.如权利要求1所述电池组装置，其特征在于：所述切换机构具有与该电池相连接的第1固定接点、与所述预备路径相连接的第2固定接点、接合多个热膨胀系数不同的金属板而构成并其自由端部可在所述第1及第2固定接点之间变位的热敏元件、以及位于该热敏元件的自由端部并与所述第1及第2固定接点中任意一个接触的可动接点部；

在允许温度以下时，所述热敏元件，使所述可动接点部与所述第1固定接点接触，在超过允许温度时，所述热敏元件翻转，使所述可动接点部与所述第2固定接点接触。

5.如权利要求2所述电池组装置，其特征在于：所述切换机构具有与该电池相连接的第1固定接点、与所述预备路径相连接的第2固定接点、接合多个热膨胀系数不同的金属板而构成并其自由端部可在所述第1及第2固定接点之间变位的热敏元件、以及位于该热敏元件的自由端部并与所述第1及第2固定接点中任意一个接触的可动接点部；

6.如权利要求3所述电池组装置，其特征在于：所述切换机构具有与该电池相连接的第1固定接点、与所述预备路径相连接的第2固定接点、接合多个热膨胀系数不同的金属板而构成并其自由端部可在所述第1及第2固定接点之间变位的热敏元件、以及位于该热敏元件的自由端部并与所述第1及第2固定接点中任意一个接触的可动接点部；

7.如权利要求4所述电池组装置，其特征在于：作为所述可动接点部，使用被固定设置在所述热敏元件的自由端部、并具有向所述第1固定接点一侧凸出的部位和向所述第2固定接点一侧凸出的部位的接点部件。

8.如权利要求5所述电池组装置，其特征在于：作为所述可动接点部，使用被固定设置在所述热敏元件的自由端部、并具有向所述第1固定接点一侧凸出的部位和向所述第2固定接点一侧凸出的部位的接点部件。

9.如权利要求6所述电池组装置，其特征在于：作为所述可动接点部，使用被固定设置在所述热敏元件的自由端部、并具有向所述第1固定接点一侧凸出的部位和向所述第2固定接点一侧凸出的部位的接点部件。