JP3176029U - リチウム電池パック及び電池パックのセット - Google Patents
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Abstract
【課題】鉛蓄電池に置換して利用することができ、安全性が高く、高電圧及び高電流の出力が可能であるようなリチウム電池パックを提供する。
【解決手段】2以上のリチウム電池セル2を結合したリチウム電池集合体1をケースに収納し、ケースは所定の力学的強度及び所定の温度における耐熱性を有するものとする。リチウム電池集合体1において、リチウム電池セル2同士の力学的結合を強いものとし、また、耐熱性を高める。例えば円筒形のリチウム電池セルの電極を保持板3で支え、電極4をねじとして結合する。
【選択図】図1
【解決手段】2以上のリチウム電池セル2を結合したリチウム電池集合体1をケースに収納し、ケースは所定の力学的強度及び所定の温度における耐熱性を有するものとする。リチウム電池集合体1において、リチウム電池セル2同士の力学的結合を強いものとし、また、耐熱性を高める。例えば円筒形のリチウム電池セルの電極を保持板3で支え、電極4をねじとして結合する。
【選択図】図1
Description
本考案は、リチウム電池セルをケースに収容したリチウム電池パック、及び該リチウム電池パックと鉛蓄電池のパックとの電池パックのセットに関するものである。
リチウム電池には、鉛蓄電池と比較して、軽量、長寿命かつ短時間充電可能という利便性があるので、近年広く用いられている。従来は鉛蓄電池等を利用していた電気駆動の機械について、それを、リチウム電池を利用するように変更することでリチウム電池の利便性を享受することができる。
一方、リチウム電池については、内部短絡による発火などのリスクがあり、安全基準(IEC62133)を設けての管理がされている。すなわち、鉛蓄電池等を単純にリチウム電池に置換することは必ずしも好ましくなく、安全に十分に配慮すべきである。
一方、リチウム電池については、内部短絡による発火などのリスクがあり、安全基準(IEC62133)を設けての管理がされている。すなわち、鉛蓄電池等を単純にリチウム電池に置換することは必ずしも好ましくなく、安全に十分に配慮すべきである。
特許許文献1には、電圧監視回路を設けて過充電、過放電等に対する安全性を高めたリチウム電池パックが開示されている。このリチウム電池パックによれば、鉛蓄電池をリチウム電池に置換するにあたり、リチウム電池の使用時に電圧の異常を検出するとともに、電気系の擾乱に対する安全性を高めることができる。
安全に関する視点は電気系に限られない。落下、衝撃などにより力が加わる力学系の擾乱、リチウム電池の発熱等による熱系の擾乱についても考慮すべきである。実際、IEC62133には、落下時、衝撃時及び加熱時の安全に関する基準も設けられている。
しかし、特許文献1には、電気系以外の安全に係る考慮は開示されていない。
安全に関する視点は電気系に限られない。落下、衝撃などにより力が加わる力学系の擾乱、リチウム電池の発熱等による熱系の擾乱についても考慮すべきである。実際、IEC62133には、落下時、衝撃時及び加熱時の安全に関する基準も設けられている。
しかし、特許文献1には、電気系以外の安全に係る考慮は開示されていない。
特許文献1は、投光機への応用が主に記載されており、実施例としては36Vの電圧を供給するものが記載されている。投光機よりも高電圧、高電流の機械を考えると、多数のリチウム電池セルを同時に使用することとなる。この場合、個々のリチウム電池セルが安全基準を満たすものであったとしても、力学系の擾乱によりリチウム電池セルが相互に分離してしまい、その結果として故障または発火等につながってしまう可能性がある。
このように多数のリチウム電池パックを、同時にかつ安全に使用する方法は知られていなかった。
このように多数のリチウム電池パックを、同時にかつ安全に使用する方法は知られていなかった。
解決しようとする問題点は、鉛蓄電池に置換して利用することができ、安全性が高く、高電圧及び高電流の出力が可能であるようなリチウム電池パックを提供することである。
なお、「リチウム電池」の用語は、負極に金属リチウムを使用する電池に限定して用いられることもあるが、本明細書では、電解質中のリチウムイオンの電気伝導による電池(正極にリチウム酸化物を使用するものが多い)をも含む。
なお、「リチウム電池」の用語は、負極に金属リチウムを使用する電池に限定して用いられることもあるが、本明細書では、電解質中のリチウムイオンの電気伝導による電池(正極にリチウム酸化物を使用するものが多い)をも含む。
本考案のリチウム電池パックは、
2以上のリチウム電池セルを結合したリチウム電池集合体をケースに収納したことを特徴とする。
複数のリチウム電池セルを1つのケースに収納することにより、ケースによって安全性を高めることができる。また、ケースを従来の鉛蓄電池のものと同寸法とすることで、鉛蓄電池をリチウム電池に置換する際に電気駆動の機械に加工を加える必要性をなくすこともできる。
2以上のリチウム電池セルを結合したリチウム電池集合体をケースに収納したことを特徴とする。
複数のリチウム電池セルを1つのケースに収納することにより、ケースによって安全性を高めることができる。また、ケースを従来の鉛蓄電池のものと同寸法とすることで、鉛蓄電池をリチウム電池に置換する際に電気駆動の機械に加工を加える必要性をなくすこともできる。
本考案の電池パックのセットは、
前記ケースの内部に鉛蓄電池を収納した鉛蓄電池パックと前記リチウム電池パックとからなることを特徴とする。
鉛蓄電池パックとリチウム電池パックとに同一のケースを用いることで、1つの電気駆動の機械に双方を利用することができる。また、電気駆動の機械の生産者は同型の機械で鉛蓄電池を利用するものとリチウム電池を利用するものの双方を販売することができる。
前記ケースの内部に鉛蓄電池を収納した鉛蓄電池パックと前記リチウム電池パックとからなることを特徴とする。
鉛蓄電池パックとリチウム電池パックとに同一のケースを用いることで、1つの電気駆動の機械に双方を利用することができる。また、電気駆動の機械の生産者は同型の機械で鉛蓄電池を利用するものとリチウム電池を利用するものの双方を販売することができる。
本考案のリチウム電池パックは、
前記ケースは、所定の力学的強度及び所定の温度における耐熱性を有するものであることを特徴とする。
ケースによって、力学系及び熱系の擾乱に対する安全性を高めることができる。
ここで「所定の温度」は、安全基準(IEC62133)に基づく試験の温度でもよく、更なる安全性のためにより高い温度としてもよい。
前記ケースは、所定の力学的強度及び所定の温度における耐熱性を有するものであることを特徴とする。
ケースによって、力学系及び熱系の擾乱に対する安全性を高めることができる。
ここで「所定の温度」は、安全基準(IEC62133)に基づく試験の温度でもよく、更なる安全性のためにより高い温度としてもよい。
本考案のリチウム電池パックは、
前記リチウム電池セルは、円筒形状であり、その上面中央部に正極が突出しており、その下面中央部に負極が突出しているものであって、
前記リチウム電池集合体は、2以上の前記リチウム電池セルの正極及び/又は負極を嵌挿して保持するセル保持板を備え、
前記リチウム電池セルが方向を合わせて並べられて前記セル保持板に挿入されていることを特徴とする。
円筒形状のリチウム電池セルは、並べた際にリチウム電池セル間に空隙ができる。リチウム電池の発電時における熱の放出が容易である。
突出した正極及び負極をセル保持板に嵌挿して保持することで、力学系の擾乱があってもリチウム電池セルの接続が保たれやすく、安全性が高まる。
前記リチウム電池セルは、円筒形状であり、その上面中央部に正極が突出しており、その下面中央部に負極が突出しているものであって、
前記リチウム電池集合体は、2以上の前記リチウム電池セルの正極及び/又は負極を嵌挿して保持するセル保持板を備え、
前記リチウム電池セルが方向を合わせて並べられて前記セル保持板に挿入されていることを特徴とする。
円筒形状のリチウム電池セルは、並べた際にリチウム電池セル間に空隙ができる。リチウム電池の発電時における熱の放出が容易である。
突出した正極及び負極をセル保持板に嵌挿して保持することで、力学系の擾乱があってもリチウム電池セルの接続が保たれやすく、安全性が高まる。
本考案のリチウム電池パックは、
前記セル保持板が導電性のものであることを特徴とする。
リチウム電池セルの方向を合わせて並べるので、1枚のセル保持板には、正極のみ又は負極のみが嵌挿され、全てのリチウム電池セルが並列に接続される。かかる並列接続のためには、2以上の正極同士及び負極同士を結線するする必要がある。セル保持板が導電性であれば、セル保持板によってかかる結線が行われる。ケースの外側にはリチウム電池パックを用いる際の(リチウム電池集合体全体としての)正極及び負極が設けられるが、その正極及び負極をセル保持板と結線すればよい。
なお、全てのリチウム電池セルが並列に接続されるので、高電流の出力が可能である。
ここで「導電性のもの」とは、電線による結線に代えて用いることができるものを言う。例えば、銅製のセル保持板は導電性のものである。
前記セル保持板が導電性のものであることを特徴とする。
リチウム電池セルの方向を合わせて並べるので、1枚のセル保持板には、正極のみ又は負極のみが嵌挿され、全てのリチウム電池セルが並列に接続される。かかる並列接続のためには、2以上の正極同士及び負極同士を結線するする必要がある。セル保持板が導電性であれば、セル保持板によってかかる結線が行われる。ケースの外側にはリチウム電池パックを用いる際の(リチウム電池集合体全体としての)正極及び負極が設けられるが、その正極及び負極をセル保持板と結線すればよい。
なお、全てのリチウム電池セルが並列に接続されるので、高電流の出力が可能である。
ここで「導電性のもの」とは、電線による結線に代えて用いることができるものを言う。例えば、銅製のセル保持板は導電性のものである。
本考案のリチウム電池パックは、
2以上の請求項4又は5に記載のリチウム電池集合体(単位集合体)を、隣接する単位集合体に含まれるリチウム電池セルの一方の正極と他方の負極を接触させて連接し、全体として1つのリチウム電池集合体を構成したものであることを特徴とする。
集合体に含まれるリチウム電池セル同士を直列に接続するものである。これによって高電圧の出力が可能となる。
2以上の請求項4又は5に記載のリチウム電池集合体(単位集合体)を、隣接する単位集合体に含まれるリチウム電池セルの一方の正極と他方の負極を接触させて連接し、全体として1つのリチウム電池集合体を構成したものであることを特徴とする。
集合体に含まれるリチウム電池セル同士を直列に接続するものである。これによって高電圧の出力が可能となる。
本考案のリチウム電池パックは、
前記正極又は負極のいずれか一方が雄ねじ形状であり、他方が雌ねじ形状であり、該雄ねじ形状と該雌ねじ形状とは合致するものであって、
前記正極と負極との接触がねじの結合によってなされていることを特徴とする。
ねじの結合によってリチウム電池セルの接続を強固にすることができ、力学系の擾乱に対する安全性を更に高めることができる。
前記正極又は負極のいずれか一方が雄ねじ形状であり、他方が雌ねじ形状であり、該雄ねじ形状と該雌ねじ形状とは合致するものであって、
前記正極と負極との接触がねじの結合によってなされていることを特徴とする。
ねじの結合によってリチウム電池セルの接続を強固にすることができ、力学系の擾乱に対する安全性を更に高めることができる。
本考案のリチウム電池パックは、
連接された単位集合体のうち、両端の単位集合体の他の単位集合体と接しない側のセル保持板が導電性のものであることを特徴とする、請求項6又は7に記載のリチウム電池パック。
単位集合体を直列に接続するので、両端のセル保持板のみを導電性のものとしても、全体の結線が実現される。
連接された単位集合体のうち、両端の単位集合体の他の単位集合体と接しない側のセル保持板が導電性のものであることを特徴とする、請求項6又は7に記載のリチウム電池パック。
単位集合体を直列に接続するので、両端のセル保持板のみを導電性のものとしても、全体の結線が実現される。
本考案のリチウム電池パックは、
前記リチウム電池セルは直方体形状であり、
前記リチウム電池集合体は直列又は並列に接続された2以上のリチウム電池セルを保持するセル保持体を備え、
前記セル保持体は上面又は底面のない直方体形状であり、
前記リチウム電池セルが方向を合わせて並べられて前記セル保持体に挿入されていることを特徴とする。
セル保持体によってリチウム電池セルを整然と配置して保持することができる。保持されているため、力学系の擾乱があってもリチウム電池セルの接続が保たれやすく、安全性が高まる。
前記リチウム電池セルは直方体形状であり、
前記リチウム電池集合体は直列又は並列に接続された2以上のリチウム電池セルを保持するセル保持体を備え、
前記セル保持体は上面又は底面のない直方体形状であり、
前記リチウム電池セルが方向を合わせて並べられて前記セル保持体に挿入されていることを特徴とする。
セル保持体によってリチウム電池セルを整然と配置して保持することができる。保持されているため、力学系の擾乱があってもリチウム電池セルの接続が保たれやすく、安全性が高まる。
本考案のリチウム電池パックは、
2以上の前記リチウム電池セルの上部及び下部の2箇所に前記セル保持体が備えられていることを特徴とする。
直方体のリチウム電池セルは、同寸法のものであれば、上端を揃えれば下端も揃う。上部及び下部の2箇所にセル保持体を備えることができ、力学系の擾乱に対する安全性をより高めることができる。
2以上の前記リチウム電池セルの上部及び下部の2箇所に前記セル保持体が備えられていることを特徴とする。
直方体のリチウム電池セルは、同寸法のものであれば、上端を揃えれば下端も揃う。上部及び下部の2箇所にセル保持体を備えることができ、力学系の擾乱に対する安全性をより高めることができる。
本考案のリチウム電池パックは、
前記2以上の前記リチウム電池セルのうち隣接する2の前記リチウム電池セルの間に緩衝板を挟み、
前記緩衝板は該隣接する2の前記リチウム電池セルの間の全体を専有せず、該隣接する2の前記リチウム電池セルの間に放熱のための空隙が存在することを特徴とする。
リチウム電池セルを移動しないように保持するためには、セル保持体に密に(リチウム電池セル同士が接触して互いに支持するように)配置してセル保持体に挿入することが考えられる。しかし、その場合にはリチウム電池の発電時に熱の放出が困難である。リチウム電池セルの間に緩衝板を挟んで熱を放出させる空隙を設けることができる。
前記2以上の前記リチウム電池セルのうち隣接する2の前記リチウム電池セルの間に緩衝板を挟み、
前記緩衝板は該隣接する2の前記リチウム電池セルの間の全体を専有せず、該隣接する2の前記リチウム電池セルの間に放熱のための空隙が存在することを特徴とする。
リチウム電池セルを移動しないように保持するためには、セル保持体に密に(リチウム電池セル同士が接触して互いに支持するように)配置してセル保持体に挿入することが考えられる。しかし、その場合にはリチウム電池の発電時に熱の放出が困難である。リチウム電池セルの間に緩衝板を挟んで熱を放出させる空隙を設けることができる。
本考案のリチウム電池パックは、
前記リチウム電池セルと前記緩衝板とを固定する固定処理を施したことを特徴とする。
リチウム電池セルと緩衝板とを固定することで、力学系の擾乱に対する安全性を高めることができる。
ここで、「固定処理」は、後述のようにテープで固定する方法、型枠で固定する方法でもよく、その他の方法であってもよい。その他の方法としては、リチウム電池セルと緩衝板とを接着する等のものが考えられる。
前記リチウム電池セルと前記緩衝板とを固定する固定処理を施したことを特徴とする。
リチウム電池セルと緩衝板とを固定することで、力学系の擾乱に対する安全性を高めることができる。
ここで、「固定処理」は、後述のようにテープで固定する方法、型枠で固定する方法でもよく、その他の方法であってもよい。その他の方法としては、リチウム電池セルと緩衝板とを接着する等のものが考えられる。
本考案のリチウム電池パックは、
前記固定処理が2以上の前記リチウム電池セルの周縁をテープで固定するものであることを特徴とする。
周縁をテープで固定し、リチウム電池セルを緩衝板に圧着する。これにより、リチウム電池セルがセル保持体から分離すること及び緩衝板がリチウム電池セルから分離することを防止できる。
前記固定処理が2以上の前記リチウム電池セルの周縁をテープで固定するものであることを特徴とする。
周縁をテープで固定し、リチウム電池セルを緩衝板に圧着する。これにより、リチウム電池セルがセル保持体から分離すること及び緩衝板がリチウム電池セルから分離することを防止できる。
本考案のリチウム電池パックは、
前記固定処理が2以上の前記リチウム電池セルの周縁を型枠で固定するものであり、
前記型枠は所定の温度における耐熱性を有するものであることを特徴とする。
型枠で固定する場合には、型枠の材質を選択して熱系の擾乱に対する耐性を高めることができる。例えば、所定の温度では融解しない金属を型枠に用いることができる。
前記固定処理が2以上の前記リチウム電池セルの周縁を型枠で固定するものであり、
前記型枠は所定の温度における耐熱性を有するものであることを特徴とする。
型枠で固定する場合には、型枠の材質を選択して熱系の擾乱に対する耐性を高めることができる。例えば、所定の温度では融解しない金属を型枠に用いることができる。
本考案のリチウム電池パックは、
2以上の請求項9〜14に記載のリチウム電池集合体(要素集合体)を保持する集合保持体を備え、
前記集合保持体は上面又は底面のない直方体形状であり、前記要素集合体が方向を合わせて並べられて前記集合保持体に挿入されて、全体として1つのリチウム電池集合体を構成したものであることを特徴とする。
高電圧・高電流を供給するためには、多数のリチウム電池セルを必要とする。高電圧を実現するための直列接続及び高電流を実現するための並列接続の両方が必要となるためである。10個を超える数のリチウム電池セルを1つのセル保持体のみで安全に保持することは困難である。そこで、セル保持体と集合保持体の二段の機構によってリチウム電池セルを安全に保持する。
2以上の請求項9〜14に記載のリチウム電池集合体(要素集合体)を保持する集合保持体を備え、
前記集合保持体は上面又は底面のない直方体形状であり、前記要素集合体が方向を合わせて並べられて前記集合保持体に挿入されて、全体として1つのリチウム電池集合体を構成したものであることを特徴とする。
高電圧・高電流を供給するためには、多数のリチウム電池セルを必要とする。高電圧を実現するための直列接続及び高電流を実現するための並列接続の両方が必要となるためである。10個を超える数のリチウム電池セルを1つのセル保持体のみで安全に保持することは困難である。そこで、セル保持体と集合保持体の二段の機構によってリチウム電池セルを安全に保持する。
本考案のリチウム電池パックは、
前記要素集合体の各々において前記リチウム電池セルが並列に接続され、
前記全体として1つのリチウム電池集合体において前記要素集合体が直列に接続されていることを特徴とする。
セル保持体及び集合保持体の各々において、全てのリチウム電池セル又はセル保持体を、並列のみ又は直列のみに接続することで複雑な回路を構成せず、過充電・過放電に対する安全性を高めることができる。
高電圧・高電流を実現するためには、並列接続と直列接続の両方を必要とするので、セル保持体の各々においてリチウム電池セルを並列に接続し、集合保持体の各々においてリチウム電池装置を直列に接続する。
前記要素集合体の各々において前記リチウム電池セルが並列に接続され、
前記全体として1つのリチウム電池集合体において前記要素集合体が直列に接続されていることを特徴とする。
セル保持体及び集合保持体の各々において、全てのリチウム電池セル又はセル保持体を、並列のみ又は直列のみに接続することで複雑な回路を構成せず、過充電・過放電に対する安全性を高めることができる。
高電圧・高電流を実現するためには、並列接続と直列接続の両方を必要とするので、セル保持体の各々においてリチウム電池セルを並列に接続し、集合保持体の各々においてリチウム電池装置を直列に接続する。
本考案のリチウム電池パックは、
前記要素集合体の各々において前記リチウム電池セルが直列に接続され、
前記全体として1つのリチウム電池集合体において前記要素集合体が並列に接続されていることを特徴とする。
セル保持体及び集合保持体のどちらにおいて並列に接続しどちらにおいて直列に接続するかについては、上記と逆であってもよい。
前記要素集合体の各々において前記リチウム電池セルが直列に接続され、
前記全体として1つのリチウム電池集合体において前記要素集合体が並列に接続されていることを特徴とする。
セル保持体及び集合保持体のどちらにおいて並列に接続しどちらにおいて直列に接続するかについては、上記と逆であってもよい。
本考案のリチウム電池パックは、
2以上の前記要素集合体を相互に固定する相互固定処理を施したことを特徴とする。
上述のリチウム電池セルの場合と同様に、要素集合体を相互に固定することによっても安全性が向上する。
2以上の前記要素集合体を相互に固定する相互固定処理を施したことを特徴とする。
上述のリチウム電池セルの場合と同様に、要素集合体を相互に固定することによっても安全性が向上する。
本考案のリチウム電池パックは、
前記相互固定処理が2以上の要素集合体の周縁をテープで固定するものであることを特徴とする。
テープによる固定を行うものである。なお、要素集合体の周縁をテープで固定することにより、リチウム電池セルと緩衝板とを固定する固定処理をも兼ねることができる場合もある。この場合には、リチウム電池セルと緩衝板とを固定する固定処理を省略してもよい。
前記相互固定処理が2以上の要素集合体の周縁をテープで固定するものであることを特徴とする。
テープによる固定を行うものである。なお、要素集合体の周縁をテープで固定することにより、リチウム電池セルと緩衝板とを固定する固定処理をも兼ねることができる場合もある。この場合には、リチウム電池セルと緩衝板とを固定する固定処理を省略してもよい。
本考案のリチウム電池パックは、
前記相互固定処理が2以上の要素集合体の周縁を型枠で固定するものであり、
前記型枠は所定の温度における耐熱性を有するものであることを特徴とする。
上述のように、型枠による固定では、熱系の擾乱に対する耐性を高めることができる。また、型枠に十分な強度があれば、リチウム電池セルと緩衝板とを固定する固定処理を省略してもよい。
前記相互固定処理が2以上の要素集合体の周縁を型枠で固定するものであり、
前記型枠は所定の温度における耐熱性を有するものであることを特徴とする。
上述のように、型枠による固定では、熱系の擾乱に対する耐性を高めることができる。また、型枠に十分な強度があれば、リチウム電池セルと緩衝板とを固定する固定処理を省略してもよい。
鉛蓄電池に置換して利用することができ、安全性が高く、高電圧及び高電流の出力が可能であるようなリチウム電池パックが実現される。
以下、本考案の実施例を示す。
実施例においては本考案に係る部分のみを説明する。実際の電源装置においては実施例に示されない回路も用いられることがある。
また、リチウム電池セルを直列又は並列に接続する接続するための結線については、広く用いられているものと同様であるので、詳細の記載は省略する。
実施例においては本考案に係る部分のみを説明する。実際の電源装置においては実施例に示されない回路も用いられることがある。
また、リチウム電池セルを直列又は並列に接続する接続するための結線については、広く用いられているものと同様であるので、詳細の記載は省略する。
図1は、リチウム電池集合体を示す図である。リチウム電池集合体1においては、円筒形状のリチウム電池セル2が、保持板3によって保持されている。リチウム電池セル2から突出した電極4が保持板3に嵌挿されることで、この保持が実現される。なお、図では手前側のみが見えているが、図の奥側においても同様に、電極が保持板3に嵌挿されている。
縦に5列、横に4列、全体としては20個のリチウム電池セル2が用いられている。
保持板3は導電性であり、20個のリチウム電池セル2を並列に接続している。高電流を供給することができる。
縦に5列、横に4列、全体としては20個のリチウム電池セル2が用いられている。
保持板3は導電性であり、20個のリチウム電池セル2を並列に接続している。高電流を供給することができる。
リチウム電池集合体1をケースに収納し、ケースの外側に設けられた正極及び負極に両方の保持板3を結線することで、リチウム電池パックとなる。
保持板3の形状は、電極4を嵌挿するための穴を除き、任意に設計できる。ケース内で安定するようにケースに合致した外形とすること、ケースに固定するためのネジ穴を設けること等を行ってもよい。
保持板3の形状は、電極4を嵌挿するための穴を除き、任意に設計できる。ケース内で安定するようにケースに合致した外形とすること、ケースに固定するためのネジ穴を設けること等を行ってもよい。
図2は、高電圧・高電流のリチウム電池集合体を示す図である。高電圧・高電流のリチウム電池集合体5においては、4個のリチウム電池集合体(単位集合体)1が直列方向に結合されている。なお、接合部分の保持板3bは、1枚のみである。保持板3bの両側の単位集合体1のうちの一方には保持板がないと考えればよい。
全てのリチウム電池セル2について、正極は雄ねじ形状であり、負極は雌ねじ形状であり、該雄ねじ形状と該雌ねじ形状とは合致する。保持板3bの箇所において、ねじが結合され、正極と負極が接触している。ねじの結合により、外部からの力学系の擾乱で単位集合体1の接続が断たれることを防止し、安全性を高めている。また、2つの極がねじとして結合されるので、保持板3bの1つの孔によって両側のリチウム電池セル2を保持することができる。
全てのリチウム電池セル2について、正極は雄ねじ形状であり、負極は雌ねじ形状であり、該雄ねじ形状と該雌ねじ形状とは合致する。保持板3bの箇所において、ねじが結合され、正極と負極が接触している。ねじの結合により、外部からの力学系の擾乱で単位集合体1の接続が断たれることを防止し、安全性を高めている。また、2つの極がねじとして結合されるので、保持板3bの1つの孔によって両側のリチウム電池セル2を保持することができる。
4つのリチウム電池セル2が直列に接続されており、直列に接続された両端の保持板3aが導電性である。両端の保持板3aにおいて、全体としての並列接続が実現される。中間の3枚の保持板3bは導電性でなくてもよい。全体としては、4つのリチウム電池セル2が直列に接続されたものが、20個並列に接続されている。個々のリチウム電池セル2は3.2V、5Aの電圧、電流を供給し、高電圧・高電流のリチウム電池集合体5全体としては、12.8V、100Aの電圧、電流を供給する。
図3は、リチウム電池集合体を示す図である。リチウム電池集合体6においては、リチウム電池セル7が上下に設けられたセル保持体8によって保持されている。外部からの力学系の擾乱によってリチウム電池セル7の接続が断たれることを防止し、安全性を高めるものである。
上側のセル保持体8aには電極9を露出するための孔が設けられており、電極9を電気駆動の機械に接続して利用する。
リチウム電池セル7は、セル保持体8aの内部(図示しない)において並列に接続され(用途によっては直列に接続してもよい)、高電流を供給することができる。
上側のセル保持体8aには電極9を露出するための孔が設けられており、電極9を電気駆動の機械に接続して利用する。
リチウム電池セル7は、セル保持体8aの内部(図示しない)において並列に接続され(用途によっては直列に接続してもよい)、高電流を供給することができる。
リチウム電池セル7の間には、緩衝板10が挟まれている。緩衝板10はゴム製であり、外部からの力を吸収する。緩衝板10が挟まれていない部分は空隙11であり、リチウム電池セルの発電時の熱を放出することができる。
リチウム電池セル7の周縁はテープ12によって固定さている。外部からの力学系の擾乱でリチウム電池セル7の接続が断たれることを防止し安全性を高める効果を、セル保持体3のみの場合よりも高めているものである。
なお、図において、テープ12よりも奥に配置された緩衝板10を表示している。テープ7が透明であれば図のように見える。また、この表示によって緩衝板10の配置を明確にするものである。
なお、図において、テープ12よりも奥に配置された緩衝板10を表示している。テープ7が透明であれば図のように見える。また、この表示によって緩衝板10の配置を明確にするものである。
図4は、高電圧・高電流のリチウム電池集合体を示す図である。高電圧・高電流のリチウム電池集合体13においては、4個のリチウム電池集合体6(要素集合体)が集合保持体14によって保持されている。
テープ12は、要素集合体6毎でなく、高電圧・高電流のリチウム電池集合体13の全体を固定している。
外部からの力学系の擾乱で要素集合体6の接続が断たれることを防止し、安全性を高めている。
テープ12は、要素集合体6毎でなく、高電圧・高電流のリチウム電池集合体13の全体を固定している。
外部からの力学系の擾乱で要素集合体6の接続が断たれることを防止し、安全性を高めている。
要素集合体6では5個のリチウム電池セル7が並列に接続され、高電圧・高電流のリチウム電池集合体13では4個の要素集合体6が直列に接続されている。個々のリチウム電池セル2は3.2V、20Aの電圧、電流を供給し、高電圧・高電流のリチウム電池集合体13全体としては、12.8V、100Aの電圧、電流を供給する。
テープ10に替えて、融点の高い金属製の型枠を用いることもできる。この場合、熱系の擾乱に対する耐性が高められる。
鉛蓄電池に置換して利用することができ、安全性が高く、高電圧及び高電流の出力が可能であるようなリチウム電池パック及び電池パックのセットであり、多くの電気駆動の機械に利用されることが考えられる。
1 リチウム電池集合体(単位集合体)
2 リチウム電池セル
3 セル保持板
4 電極
5 高電圧・高電流のリチウム電池集合体
6 リチウム電池集合体(要素集合体)
7 リチウム電池セル
8 セル保持体
9 電極
10 緩衝板
11 空隙
12 テープ
13 高電圧・高電流のリチウム電池集合体
14 集合保持体
2 リチウム電池セル
3 セル保持板
4 電極
5 高電圧・高電流のリチウム電池集合体
6 リチウム電池集合体(要素集合体)
7 リチウム電池セル
8 セル保持体
9 電極
10 緩衝板
11 空隙
12 テープ
13 高電圧・高電流のリチウム電池集合体
14 集合保持体
本考案の電池パックのセットは、
2以上のリチウム電池セルを結合したリチウム電池集合体をケースに収納したリチウム電池パックと、2以上の鉛蓄電池を結合した鉛蓄電池集合体を該リチウム電池パックと同一のケースに収納した鉛蓄電池パックとからなることを特徴とする。
鉛蓄電池パックとリチウム電池パックとに同一のケースを用いることで、1つの電気駆動の機械に双方を利用することができる。また、電気駆動の機械の生産者は同型の機械で鉛蓄電池を利用するものとリチウム電池を利用するものの双方を販売することができる。
2以上のリチウム電池セルを結合したリチウム電池集合体をケースに収納したリチウム電池パックと、2以上の鉛蓄電池を結合した鉛蓄電池集合体を該リチウム電池パックと同一のケースに収納した鉛蓄電池パックとからなることを特徴とする。
鉛蓄電池パックとリチウム電池パックとに同一のケースを用いることで、1つの電気駆動の機械に双方を利用することができる。また、電気駆動の機械の生産者は同型の機械で鉛蓄電池を利用するものとリチウム電池を利用するものの双方を販売することができる。
本考案のリチウム電池パックは、
前記リチウム電池セルは、その上面中央部に正極が突出しており、その下面中央部に負極が突出しているものであって、
2以上の前記リチウム電池セルの正極及び/又は負極を嵌挿して保持するセル保持板を備え、
方向を合わせて並べられて前記セル保持板に挿入された前記リチウム電池セルの集合体である単位集合体を有することを特徴とする。
突出した正極及び負極をセル保持板に嵌挿して保持することで、力学系の擾乱があってもリチウム電池セルの接続が保たれやすく、安全性が高まる。
なお、リチウム電池セルを円筒形状とすることで、並べた際にリチウム電池セル間に空隙ができ、リチウム電池の発電時における熱の放出が容易である。しかし、リチウム電池の形状は、円筒形に限定されず、例えば直方体形状であってもよい。
前記リチウム電池セルは、その上面中央部に正極が突出しており、その下面中央部に負極が突出しているものであって、
2以上の前記リチウム電池セルの正極及び/又は負極を嵌挿して保持するセル保持板を備え、
方向を合わせて並べられて前記セル保持板に挿入された前記リチウム電池セルの集合体である単位集合体を有することを特徴とする。
突出した正極及び負極をセル保持板に嵌挿して保持することで、力学系の擾乱があってもリチウム電池セルの接続が保たれやすく、安全性が高まる。
なお、リチウム電池セルを円筒形状とすることで、並べた際にリチウム電池セル間に空隙ができ、リチウム電池の発電時における熱の放出が容易である。しかし、リチウム電池の形状は、円筒形に限定されず、例えば直方体形状であってもよい。
本考案のリチウム電池パックは、
2以上の前記単位集合体を、隣接する単位集合体に含まれるリチウム電池セルの一方の正極と他方の負極を接触させて連接したものであることを特徴とする。
単位集合体に含まれるリチウム電池セル同士を直列に接続するものである。これによって高電圧の出力が可能となる。
2以上の前記単位集合体を、隣接する単位集合体に含まれるリチウム電池セルの一方の正極と他方の負極を接触させて連接したものであることを特徴とする。
単位集合体に含まれるリチウム電池セル同士を直列に接続するものである。これによって高電圧の出力が可能となる。
本考案のリチウム電池パックは、
前記リチウム電池セルは直方体形状であり、
直列又は並列に接続された2以上のリチウム電池セルを保持するセル保持体を備え、
前記セル保持体は上面又は底面のない直方体形状であり、
方向を合わせて並べられて前記セル保持体に挿入された前記リチウム電池セルの集合体である要素集合体を有することを特徴とする。
セル保持体によってリチウム電池セルを整然と配置して保持することができる。保持されているため、力学系の擾乱があってもリチウム電池セルの接続が保たれやすく、安全性が高まる。
前記リチウム電池セルは直方体形状であり、
直列又は並列に接続された2以上のリチウム電池セルを保持するセル保持体を備え、
前記セル保持体は上面又は底面のない直方体形状であり、
方向を合わせて並べられて前記セル保持体に挿入された前記リチウム電池セルの集合体である要素集合体を有することを特徴とする。
セル保持体によってリチウム電池セルを整然と配置して保持することができる。保持されているため、力学系の擾乱があってもリチウム電池セルの接続が保たれやすく、安全性が高まる。
本考案のリチウム電池パックは、
2以上の前記要素集合体を保持する集合保持体を備え、
前記集合保持体は上面又は底面のない直方体形状であり、前記要素集合体が方向を合わせて並べられて前記集合保持体に挿入されて、全体として1つのリチウム電池集合体を構成したものであることを特徴とする。
高電圧・高電流を供給するためには、多数のリチウム電池セルを必要とする。高電圧を実現するための直列接続及び高電流を実現するための並列接続の両方が必要となるためである。10個を超える数のリチウム電池セルを1つのセル保持体のみで安全に保持することは困難である。そこで、セル保持体と集合保持体の二段の機構によってリチウム電池セルを安全に保持する。
2以上の前記要素集合体を保持する集合保持体を備え、
前記集合保持体は上面又は底面のない直方体形状であり、前記要素集合体が方向を合わせて並べられて前記集合保持体に挿入されて、全体として1つのリチウム電池集合体を構成したものであることを特徴とする。
高電圧・高電流を供給するためには、多数のリチウム電池セルを必要とする。高電圧を実現するための直列接続及び高電流を実現するための並列接続の両方が必要となるためである。10個を超える数のリチウム電池セルを1つのセル保持体のみで安全に保持することは困難である。そこで、セル保持体と集合保持体の二段の機構によってリチウム電池セルを安全に保持する。
Claims (20)
- 2以上のリチウム電池セルを結合したリチウム電池集合体をケースに収納したことを特徴とする、リチウム電池パック。
- 前記ケースに鉛蓄電池を収納した鉛蓄電池パックと前記リチウム電池パックとからなることを特徴とする、電池パックのセット。
- 前記ケースは、所定の力学的強度及び所定の温度における耐熱性を有するものであることを特徴とする、請求項1に記載のリチウム電池パック。
- 前記リチウム電池セルは、円筒形状であり、その上面中央部に正極が突出しており、その下面中央部に負極が突出しているものであって、
前記リチウム電池集合体は、2以上の前記リチウム電池セルの正極及び/又は負極を嵌挿して保持するセル保持板を備え、
前記リチウム電池セルが方向を合わせて並べられて前記セル保持板に挿入されていることを特徴とする、請求項3に記載のリチウム電池パック。 - 前記セル保持板が導電性のものであることを特徴とする、請求項4に記載のリチウム電池パック。
- 2以上の請求項4又は5に記載のリチウム電池集合体(単位集合体)を、隣接する単位集合体に含まれるリチウム電池セルの一方の正極と他方の負極を接触させて連接し、全体として1つのリチウム電池集合体を構成したものであることを特徴とする、請求項4又は5に記載のリチウム電池パック。
- 前記正極又は負極のいずれか一方が雄ねじ形状であり、他方が雌ねじ形状であり、該雄ねじ形状と該雌ねじ形状とは合致するものであって、
前記正極と負極との接触がねじの結合によってなされていることを特徴とする、請求項6に記載のリチウム電池パック。 - 連接された単位集合体のうち、両端の単位集合体の他の単位集合体と接しない側のセル保持板が導電性のものであることを特徴とする、請求項6又は7に記載のリチウム電池パック。
- 前記リチウム電池セルは直方体形状であり、
前記リチウム電池集合体は直列又は並列に接続された2以上のリチウム電池セルを保持するセル保持体を備え、
前記セル保持体は上面又は底面のない直方体形状であり、
前記リチウム電池セルが方向を合わせて並べられて前記セル保持体に挿入されていることを特徴とする、請求項3に記載のリチウム電池パック。 - 2以上の前記リチウム電池セルの上部及び下部の2箇所に前記セル保持体が備えられていることを特徴とする、請求項9に記載のリチウム電池パック。
- 前記2以上の前記リチウム電池セルのうち隣接する2の前記リチウム電池セルの間に緩衝板を挟み、
前記緩衝板は該隣接する2の前記リチウム電池セルの間の全体を専有せず、該隣接する2の前記リチウム電池セルの間に放熱のための空隙が存在することを特徴とする、請求項9又は10に記載のリチウム電池パック。 - 前記リチウム電池セルと前記緩衝板とを固定する固定処理を施したことを特徴とする、請求項11に記載のリチウム電池パック。
- 前記固定処理が2以上の前記リチウム電池セルの周縁をテープで固定するものであることを特徴とする、請求項12に記載のリチウム電池パック。
- 前記固定処理が2以上の前記リチウム電池セルの周縁を型枠で固定するものであり、
前記型枠は所定の温度における耐熱性を有するものであることを特徴とする、請求項12に記載のリチウム電池パック。 - 2以上の請求項9〜14に記載のリチウム電池集合体(要素集合体)を保持する集合保持体を備え、
前記集合保持体は上面又は底面のない直方体形状であり、前記要素集合体が方向を合わせて並べられて前記集合保持体に挿入されて、全体として1つのリチウム電池集合体を構成したものであることを特徴とする、リチウム電池パック。 - 前記要素集合体の各々において前記リチウム電池セルが並列に接続され、
前記全体として1つのリチウム電池集合体において前記要素集合体が直列に接続されていることを特徴とする、請求項15に記載のリチウム電池パック。 - 前記要素集合体の各々において前記リチウム電池セルが直列に接続され、
前記全体として1つのリチウム電池集合体において前記要素集合体が並列に接続されていることを特徴とする、請求項15に記載のリチウム電池パック。 - 2以上の前記要素集合体を相互に固定する相互固定処理を施したことを特徴とする、請求項15〜17のいずれか1項に記載のリチウム電池パック。
- 前記相互固定処理が2以上の要素集合体の周縁をテープで固定するものであることを特徴とする、請求項18に記載のリチウム電池パック。
- 前記相互固定処理が2以上の要素集合体の周縁を型枠で固定するものであり、
前記型枠は所定の温度における耐熱性を有するものであることを特徴とする、請求項18に記載のリチウム電池パック。
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WO2014068919A1 (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-08 | 三洋電機株式会社 | 回生制動する車両の電源装置 |
JP2014146580A (ja) * | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Toshiba Corp | 組電池装置 |
CN108365150A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-03 | 华霆(合肥)动力技术有限公司 | 电池及电动汽车 |
CN112448061A (zh) * | 2020-02-09 | 2021-03-05 | 苏州市新方纬电子有限公司 | 一种两个锂电池包串联装置 |
CN113985303A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-28 | 深圳市通测检测技术有限公司 | 圆柱形锂电池组装测试设备 |
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