JP4003689B2 - Battery pack for vehicles - Google Patents

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JP4003689B2
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battery case
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用組電池に係り、特に、複数の単電池が電池ケースに収容された車両用組電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
パソコン、携帯電話などの携帯情報機器の発達に伴い、これらの機器の電源に用いられる電池には高エネルギー密度化及び高容量化などが求められており、複数の電池を組み合わせた組電池(バッテリパック)が普及している。このような携帯機器用の小型電池では、個々の電池内に安全機構(電流遮断弁や熱感応スイッチ等)を設けることで電池使用時における安全性を確保している。ところが、バッテリパックの廃棄方法は使用者に委ねられており、電気エネルギーが残存したまま廃棄されると、発熱や火災等の可能性がある。これを避けるために、バッテリパックに正負極の出力端子を電気的に接続する機構を設けることで、バッテリパックを意図的に完全放電させる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
一方、自動車産業界においては環境問題や燃料の枯渇問題に対応すべく、排出ガスのない、動力源を完全に電池のみにした電気自動車や、内燃機関エンジンと電池との両方を動力源としたハイブリッド(電気)自動車の開発が加速され、一部実用化の段階にきている。
【0004】
電気自動車の動力源となる電池には当然高出力、高エネルギー特性が必要となるので、電池が大型化され、なおかつ複数の単電池が並列や直列、又は、並列直列が組み合わされた構成の組電池(バッテリモジュール)とされる。このような大型の電池や組電池では、その動作時の電流が非常に大きいため、上述した携帯機器用の小型電池に用いられる安全機構を採用することができない。このため、組電池等の使用時の安全性を確保する技術の開発が進められており、例えば、単電池の配列及び単電池間の間隔を調整することで組電池の安全性を向上させる技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。また、組電池のケースに通風口を設け発生した熱を放出させる技術も知られている(例えば、特許文献3参照)。
【0005】
また、組電池や組電池の搭載車両が寿命に到達した時点又は組電池や車両の保守等の必要に応じて、組電池が車両から取り外される場合がある。取り外された組電池が寿命に到達しているときは、通常の回収ルートにより当該組電池が回収され業者により分解されて有用な部材や成分が再利用される。このような寿命到達後の回収時や分解時等においても安全性が要求されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−36757号公報(段落番号「0030」)
【特許文献2】
特開2002−373633号公報(段落番号「0008」「0021」)
【特許文献3】
特開2001−325996号公報(段落番号「0008」「0049」)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献の技術では、残存電気エネルギーが放電されたことを組電池の外部から識別することができないため、業者が回収した場合でも、分解前に残存電気エネルギー等の測定による安全性の確認が必要となる。また、通常の回収ルートで回収されず一般の人の手に渡った場合には、組電池本来の目的以外の用途に使用される可能性がある。例えば、専用の充電器での充電がなされるとは限らないし、充放電の制御が所定の条件内に収まらないことも考えられる。
【0008】
上記事案に鑑み本発明は、使用後でも安全性を確保可能な組電池を提供することを課題とする。
【0009】
【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、複数の単電池が電池ケースに収容され該電池ケースの上部一側に組電池端子が立設された車両用組電池において、前記電池ケースは、放電用抵抗及び放電スイッチで構成され前記複数の単電池を強制的に放電させるための強制放電回路を内蔵し、外部から前記強制放電回路の作動状態を目視可能なインジケータを有し、前記電池ケースの長手方向と直交する側面の前記組電池端子側の上部には、断面が円形とは異なる異形であって前記電池ケースの外表面より内部側に形成され前記放電スイッチへのアクセスを許容するスイッチ窪みが形成されており、該放電スイッチは、前記スイッチ窪みの形状に適合しかつ前記スイッチ窪みに挿入可能な細長い棒状の専用工具を用いて作動させるものであり、前記インジケータは、前記電池ケースの上部で前記組電池端子の近傍に配置された窓孔に固定され前記放電スイッチの作動状態を目視可能な透明体を介して前記放電スイッチの作動状態をメカニカルに表示させるものであることを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、電池ケースが、放電用抵抗及び放電スイッチで構成され、複数の単電池を強制的に放電させるための強制放電回路を内蔵しているため、強制放電回路を作動させることで、使用後の組電池に残存する電気エネルギーが強制的に放電され車両用組電池の機能を完全に終了させることができると共に、電池ケースは、電池ケースの上部で組電池端子の近傍に配置された窓孔に固定され放電スイッチの作動状態を目視可能な透明体を介して外部から強制放電回路の作動状態を目視可能で放電スイッチの作動状態をメカニカルに表示させるインジケータを有しているため、使用後の組電池を取り扱う者は強制放電回路の作動状態を外部から目視することができるので、使用後の組電池の安全性を認識することができ、また、放電スイッチは、断面が円形とは異なる異形であって電池ケースの長手方向と直交する側面の組電池端子側の上部かつ電池ケースの外表面より内部側に形成され放電スイッチへのアクセスを許容するスイッチ窪み、の形状に適合しかつスイッチ窪みに挿入可能な細長い棒状の専用工具を用いて作動させるものであるため、車両用組電池使用時に放電スイッチの誤作動を防止することができる。
【0011】
この場合において、放電スイッチが非復帰型スイッチであれば、強制放電回路を作動させる放電スイッチは復帰しない(強制放電回路の作動後の接続が維持される)ため、通常の充放電が不可能となり使用後の車両用組電池の安全性を維持することができる
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を適用した組電池の実施の形態について説明する。
【0013】
(構成)
図1に示すように、本実施形態の組電池20は、組電池20の筐体となる電気絶縁性の樹脂製組電池ケース6を備えている。組電池ケース6内には、マンガン酸リチウム等を主要構成材料とした複数個の円柱状単電池が収容されている。単電池は電気的に直列に接続されている。
【0014】
組電池ケース6の上部一側には、正極、負極外部出力端子となる円柱状の組電池端子3A、3Bが立設されている。組電池端子3A、3Bの間には、後述する放電用抵抗Rを収容する矩形状の放電抵抗収容部5が突設されている。組電池ケース6の上部他側には、各単電池の電圧を検出して単電池間の電圧を均一に調整するための単電池コントローラ2(図3参照)を収容する単電池コントローラ収容部8が固着されている。
【0015】
組電池ケース6の長手方向と直交する側面の組電池端子3A、3B側上部には、組電池20を強制放電させる放電スイッチSW(図2参照)へのアクセスを許容する円形のスイッチ窪み4が形成されている。スイッチ窪み4は、直径約4mm、長さ約20mmの穴状とされており、断面略コ字状の形状を有している。組電池ケース6の上部で組電池端子3Bの近傍には、矩形状の窓孔に固定され放電スイッチSWの作動状態を視認可能な透明体7が配置されている。
【0016】
図2に示すように、組電池ケース6のスイッチ窪み4の最奥部となる位置には、放電スイッチSWを作動させるスイッチ作動部材12を挿入するための貫通孔11が形成されている。スイッチ作動部材12は、電池ケース6に対し摺動可能なピストン部14と、ピストン部14の一側に配置されスイッチ窪み4内を摺動可能な円盤部13とを有した断面略T字状とされている。ピストン部14の他側はスイッチ窪み4内から貫通孔11を貫通して組電池ケース6内に挿入されている。ピストン部14の延長線上には、プッシュ式の放電スイッチSWが配置されている。スイッチ窪み4内のピストン部14周面には、他方が上方に付勢された板バネ15の一方が固定されている。
【0017】
組電池ケース6内のピストン部14周面には、スイッチ作動部材12を組電池ケース6に係止させる係止部材16が固着されている。係止部材16の上部は、樹脂製薄板状の表示板17をスイッチ作動部材12に連接する連接板18の下端部に当接している。係止部材16及び連接板18の下端部は、一端が固定されたバネ21によりスイッチ窪み4側に付勢されている。従って、係止部材16は組電池ケース6に当接している。
【0018】
連接板18の上端部は表示板17の下面略中央部に固着されている。表示板17は、上部表面が色分け(例えば、赤色及び青色の2色)されており、組電池ケース6の内面側に固定された図示しない案内溝に沿って組電池ケース6の長手方向に摺動可能とされている。表示板17の色分けされた一方の領域の上方に、上述した透明体7が配置されている。
【0019】
図3に示すように、組電池20は、単電池が直列接続された単電池群1、単電池群1を強制放電させるための強制放電回路10及び単電池コントローラ2を有している。強制放電回路10は、強制放電時の負荷となる放電用抵抗R及び放電スイッチSWで構成されており、放電スイッチSWにより単電池群1及び放電用抵抗Rが直列接続可能とされている。単電池群1の最高電位側単電池の正極端子は組電池端子3Aに接続されている。一方、単電池群1の最低電位側単電池の負極端子は放電スイッチSWの一端に接続されている。放電スイッチSWの他端は、組電池端子3Bが接続された接点a又は放電用抵抗Rの一端が接続された接点bに接続可能とされている。放電用抵抗Rの他端は単電池群1の最高電位側単電池の正極端子に接続されている。各単電池の正極端子及び最低電位側単電池の負極端子は単電池の両端電圧を検出するリード線及び図示を省略したハーネスを介して単電池コントローラ2に接続されている。
【0020】
(動作)
組電池20の通常使用時には、放電スイッチSWは接点aと接続されている。これにより、正負極の組電池端子3A、3Bを使用して充放電が可能となる。このとき、表示板17に固着された連接板18はバネ21によりスイッチ窪み4側に付勢されており係止部材16が組電池ケース6に当接・係止しているため、表示板17の色分けされた一方の領域(例えば、青色の領域)が透明体7の下方に位置している。組電池20の使用後、例えば、所望の出力を得ることができなくなったとき又は不要となったとき等には、強制放電回路10を作動状態として単電池群1に残存している電気エネルギーを強制的に放電させる。
【0021】
図2に示すように、組電池20を強制放電させるときは、放電スイッチSWがスイッチ作動部材12の延長線上の組電池ケース6内部に配置されているため、スイッチ窪み4に挿入可能な細長い棒状の工具(例えば、ドライバ)を用いてスイッチ作動部材12を押動して放電スイッチSWを作動させる。これにより、放電スイッチSWが接点bに接続され単電池群1及び放電用抵抗Rが直列接続されるので、強制放電回路10が作動状態となる(図3参照)。また、スイッチ作動部材12が押動されると、ピストン部14に固定されている板バネ15に貫通孔11の内周面から圧力が掛かる。これにより、バネ21の付勢力に抗して板バネ15がピストン部14に圧接し貫通孔11を通過して組電池ケース6内に入る。組電池ケース6内では、貫通孔11の内周面からの圧力が開放され板バネ15が元に戻るため、板バネ15が障害となりスイッチ窪み4側に戻ることができない。従って、放電スイッチSWは元の状態に復帰することができないため、接点bとの接続が維持される。
【0022】
また、スイッチ作動部材12の押動に伴い、係止部材16に当接している連接板18が押されるため、表示板17を電池ケース6の長手方向に摺動させる。これにより、表示板17の色分けされた他方の領域(例えば、赤色の領域)が透明体7の下方に位置することとなる。
【0023】
(作用等)
組電池を使用後、所望の出力を得ることができなくなったり、不要となったりした場合は組電池を廃棄するが、安全性のためには組電池に電気エネルギーの残存していないようにすることが必要となる。このため、本実施形態の組電池20は、強制放電回路10を有している。強制放電回路10を作動状態とすることで、単電池群1に残存する電気エネルギーが強制的に放電されるので、組電池20を電気エネルギーが残存していない状態として廃棄することができる。従って、廃棄後の安全性を確保することができる。放電用抵抗Rの抵抗値を小さくすることで、強制放電に要する時間を短縮することができるが、強制放電に伴う発熱が大きくなり、逆に、抵抗値を大きくすることで、放電時間は長くなるものの発熱を小さくすることができる。従って、放電用抵抗Rの抵抗値は、単電池部1の容量、放電時間及び発熱の程度等を考慮して選定することが好ましい。
【0024】
また、本実施形態の組電池20では、スイッチ作動部材12がスイッチ窪み4の最奥部に配置されており、スイッチ作動部材12の延長線上の組電池ケース6内部に放電スイッチSWが配置されている。このため、放電スイッチSWを作動させるには、スイッチ作動部材12にアクセス可能な工具を用いてスイッチ作動部材12を押動することが必要となる。これにより、組電池20の通常使用時に不用意に放電スイッチSWを作動させることなく充放電を行うことができる。
【0025】
更に、本実施形態の組電池20では、スイッチ作動部材12に板バネ15を固定することで、スイッチ作動部材12が元の状態に復帰しないようにしている。このため、スイッチ作動部材12により作動された放電スイッチSWを復帰させることができない。これにより、放電用抵抗Rと単電池群1との直列接続が維持され強制放電状態を解除することが不可能となる。従って、組電池20の充電を行うことができなくなるので、組電池20の使用後でも安全性を確保することができる。
【0026】
また、本実施形態の組電池20では、スイッチ作動部材12に連接する表示板17を有している。このため、スイッチ作動部材12を押動していないとき(通常時)には表示板17の一方、例えば、青色の領域が、放電スイッチSWを作動したとき(強制放電回路作動時)には他方、例えば、赤色の領域がそれぞれ透明体7の下方に位置することとなる。これにより、強制放電回路10が作動状態になっていることを組電池20の外部から目視することができる。従って、電気エネルギーが残存していない状態の組電池20を容易に確認することができるため、使用後の組電池を回収した業者は、残存する電気エネルギーの測定等を行うことなく安全に分解作業を行うことができる。また、一般の人でも使用後の組電池20が使用不可能となっていることを認識することができるため、組電池20の本来の用途以外での使用等を回避することができる。
【0027】
なお、本実施形態では、強制放電回路10の作動状態を外部から目視可能とするために透明体7の下方に色分けした表示板17を用いた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、表示板17を色分けする代わりに、使用可・使用不可、等を表示するようにしてもよい。このようにすれば、一般の人でも組電池の状態をはっきり認識することができる。また、表示板17やスイッチ作動部材12を用いることなく、透明体7の下方かつ、スイッチ窪み4の最奥部の組電池ケース6に直接放電スイッチSWを配置することで、放電スイッチSWの作動状態を直接目視可能とするようにしてもよい。このようにすれば、表示板17等の部材が不要となるので、組電池ケース6内のスペース利用効率を高めることができる。
【0029】
更に、本実施形態では、スイッチ作動部材12に板バネ15を固定することでプッシュ式の放電スイッチSWの作動後に元の状態に復帰しないようにした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、放電スイッチSWに非復帰型のスイッチを用いるようにしてもよい。このようにすれば、板バネ15が不要となるので、組電池の組立作業性の向上を図ることができる。
【0030】
また、放電スイッチSWに復帰可能型スイッチを用いるようにしてもよい。このようにすれば、放電スイッチを復帰させることで、強制放電された組電池を充放電可能な状態に戻すことができる。この場合、強制放電された組電池が一般の人の手に渡る可能性を考慮すると、安全性を確保するためには、復帰可能型スイッチの作動に専用工具を用いるようにすることが好ましい。例えば、本実施形態で例示した円形のスイッチ窪みを異形とすることで、スイッチの作動に異形の窪みに適合する専用工具を用いるようにすることができる。また、自動車修理工場やディーラの作業者等に専用工具を所有させることで、特定の作業者によってのみスイッチの作動が可能となるため、一般の人がスイッチを復帰させ強制放電状態を解除して組電池を使用することを防止することができ、安全性を確保することができる。更に、非復帰型スイッチを用いた場合であっても、不用意な強制放電回路の作動を回避するために、スイッチの作動に専用工具を用いるようにしてもよい。
【0031】
更にまた、本実施形態では、組電池20に複数個の単電池を直列に接続した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、並列接続や並列直列を組合せて接続してもよく、また、単電池の個数も制限されるものではない。また更に、本実施形態では、マンガン酸リチウム等を主要構成材料とした円柱状単電池を例示したが、本発明は単電池の種類についても制限されるものではない。本実施形態以外の単電池としては、例えば、鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池、リチウム二次電池、リチウムポリマー電池等を挙げることができ、用いる単電池の形状や大きさについても特に制限されるものではない。
【0032】
また、大型の組電池を取り扱う自動車修理工場やディーラ等では、車両等から組電池を取り外した際には必ずスイッチを操作して強制放電回路を作動させる義務を作業者に課すことが好ましく、組電池はもとより車両の整備マニュアルに記載しておくと共に、組電池自体にもその旨記載したラベルを貼り付けておくことが好ましい。これにより、組電池使用後の安全性の更なる向上を図ることができる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電池ケースが、放電用抵抗及び放電スイッチで構成され、複数の単電池を強制的に放電させるための強制放電回路を内蔵しているため、強制放電回路を作動させることで、使用後の組電池に残存する電気エネルギーが強制的に放電され車両用組電池の機能を完全に終了させることができると共に、電池ケースは、電池ケースの上部で組電池端子の近傍に配置された窓孔に固定され放電スイッチの作動状態を目視可能な透明体を介して外部から強制放電回路の作動状態を目視可能で放電スイッチの作動状態をメカニカルに表示させるインジケータを有しているため、使用後の組電池を取り扱う者は強制放電回路の作動状態を外部から目視することができるので、使用後の組電池の安全性を認識することができ、また、放電スイッチは、断面が円形とは異なる異形であって電池ケースの長手方向と直交する側面の組電池端子側の上部かつ電池ケースの外表面より内部側に形成され放電スイッチへのアクセスを許容するスイッチ窪み、の形状に適合しかつスイッチ窪みに挿入可能な細長い棒状の専用工具を用いて作動させるものであるため、車両用組電池使用時に放電スイッチの誤作動を防止することができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用可能な実施形態の組電池の概略斜視図である。
【図2】組電池のスイッチ窪み及び透明体近傍を示す部分断面図である。
【図3】組電池の強制放電回路の接続を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
3A、3B 組電池端子
4 スイッチ窪み
6 組電池ケース(電池ケース)
7 透明
10 強制放電回路
17 表示板
20 組電池
R 放電用抵抗
SW 放電スイッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an assembled battery for a vehicle , and more particularly to an assembled battery for a vehicle in which a plurality of single cells are accommodated in a battery case.
[0002]
[Prior art]
With the development of personal information devices such as personal computers and mobile phones, batteries used as power sources for these devices are required to have higher energy density and higher capacity, and assembled batteries (batteries that combine multiple batteries) Pack) is prevalent. In such a small battery for portable devices, safety is ensured when the battery is used by providing a safety mechanism (such as a current cutoff valve or a heat sensitive switch) in each battery. However, the disposal method of the battery pack is left to the user, and if it is discarded with the electric energy remaining, there is a possibility of heat generation or fire. In order to avoid this, a technique for intentionally completely discharging the battery pack by providing a mechanism for electrically connecting the positive and negative output terminals to the battery pack is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, in the automobile industry, in order to deal with environmental problems and fuel depletion problems, electric vehicles with no exhaust gas and a power source completely made of only batteries, and both internal combustion engine and battery are used as power sources. The development of hybrid (electric) vehicles has been accelerated, and some have been put to practical use.
[0004]
A battery that serves as a power source for an electric vehicle naturally requires high output and high energy characteristics. Therefore, the battery is increased in size, and a plurality of single cells are arranged in parallel, in series, or in parallel series. A battery (battery module) is used. Such a large battery or battery pack has a very large current during operation, and thus the safety mechanism used in the above-described small battery for portable devices cannot be employed. For this reason, the development of technology for ensuring the safety of battery packs and the like is being promoted. For example, a technology for improving battery safety by adjusting the arrangement of the cells and the interval between the cells. Is disclosed (for example, see Patent Document 2). In addition, a technique is also known in which an air vent is provided in a case of an assembled battery to release generated heat (for example, see Patent Document 3).
[0005]
In addition, the assembled battery may be removed from the vehicle at the time when the assembled battery or the battery equipped with the assembled battery reaches the end of its life or when the assembled battery or the vehicle needs maintenance. When the removed assembled battery has reached the end of its life, the assembled battery is collected by a normal collection route and is disassembled by a contractor, and useful members and components are reused. Safety is also required at the time of recovery or decomposition after the end of the service life.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-6-36757 (paragraph number “0030”)
[Patent Document 2]
JP 2002-373633 A (paragraph numbers “0008” “0021”)
[Patent Document 3]
JP 2001-325996 A (paragraph numbers “0008” and “0049”)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the technique of the above-mentioned patent document cannot identify from the outside of the assembled battery that the residual electric energy has been discharged, even if the contractor collects the safety by measuring the residual electric energy before disassembly. Confirmation is required. In addition, when the battery is not collected through a normal collection route and reaches a general person, it may be used for purposes other than the intended purpose of the assembled battery. For example, charging with a dedicated charger is not always performed, and it is conceivable that charging / discharging control does not fall within predetermined conditions.
[0008]
In view of the above cases, an object of the present invention is to provide an assembled battery that can ensure safety even after use.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, a plurality of unit cells assembled battery for a vehicle battery pack terminal is erected on the upper one side of the battery case is housed in a battery case, the battery case, the discharge consists of use resistor and a discharge switch incorporates a forced discharge circuit for forcibly discharging the plurality of unit cells, have a visible indicator of the operational state of the forced discharge circuit from the outside, of the battery case The upper part of the side surface orthogonal to the longitudinal direction on the side of the assembled battery terminal is a switch recess that has a different shape from a circular cross section and is formed on the inner side from the outer surface of the battery case to allow access to the discharge switch. There are formed, the discharge switch, which is operated by using an elongated rod-like special tool can be inserted to conform to the shape of the switch depression and the switch recess, wherein Indicator displays the operating state of the discharge switch is fixed to the arranged window opening near the operating state of the discharge switch through the visible transparency of the battery pack terminal at the top of the battery case in the mechanical It is characterized by being.
[0010]
According to the present invention, the battery case is composed of a discharge resistor and a discharge switch and includes a forced discharge circuit for forcibly discharging a plurality of single cells. The electric energy remaining in the assembled battery after use can be forcibly discharged to completely terminate the function of the assembled battery for the vehicle, and the battery case is disposed in the vicinity of the assembled battery terminal at the upper part of the battery case. Because it has an indicator that can visually check the operating state of the discharge switch and mechanically display the operating state of the discharge switch from the outside through a transparent body that is fixed to the window hole that can visually check the operating state of the discharge switch, Since the person handling the assembled battery after use can visually check the operating state of the forced discharge circuit from the outside, the safety of the assembled battery after use can be recognized, and the discharge switch can be recognized. Switch Ji, cross-section to permit access to different variants in a by the battery pack terminal side of the side surface perpendicular to the longitudinal direction of the battery case upper and formed on the inner side than the outer surface of the battery case discharge switch circular Since it is operated by using a long and narrow bar-shaped dedicated tool that fits the shape of the recess and can be inserted into the switch recess , malfunction of the discharge switch can be prevented when using the assembled battery for a vehicle.
[0011]
In this case, the discharge switch is non-recoverable switch der lever, a discharge switch for actuating the forced discharge circuit does not return (connection after actuation of the forced discharge circuit is maintained) for a normal charge and discharge impossible Therefore, the safety of the assembled battery for vehicles after use can be maintained .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an assembled battery to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[0013]
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the assembled battery 20 of this embodiment includes an electrically insulating resin assembled battery case 6 that serves as a casing of the assembled battery 20. In the assembled battery case 6, a plurality of cylindrical unit cells whose main constituent material is lithium manganate or the like are accommodated. The cells are electrically connected in series.
[0014]
On the upper side of the assembled battery case 6, columnar assembled battery terminals 3 </ b> A and 3 </ b> B serving as positive and negative external output terminals are erected. Between the assembled battery terminals 3A and 3B, a rectangular discharge resistance accommodating portion 5 that accommodates a discharge resistor R described later is protruded. On the other side of the upper part of the assembled battery case 6, a unit cell controller accommodating portion 8 that accommodates the unit cell controller 2 (see FIG. 3) for detecting the voltage of each unit cell and uniformly adjusting the voltage between the unit cells. Is fixed.
[0015]
On the side of the assembled battery terminals 3A and 3B on the side surface orthogonal to the longitudinal direction of the assembled battery case 6, there is a circular switch recess 4 that allows access to the discharge switch SW (see FIG. 2) for forcibly discharging the assembled battery 20. Is formed. The switch recess 4 has a hole shape with a diameter of about 4 mm and a length of about 20 mm, and has a substantially U-shaped cross section. In the vicinity of the assembled battery terminal 3B in the upper part of the assembled battery case 6, a transparent body 7 fixed to a rectangular window hole and capable of visually confirming the operating state of the discharge switch SW is disposed.
[0016]
As shown in FIG. 2, a through hole 11 for inserting a switch actuating member 12 for actuating the discharge switch SW is formed at the deepest position of the switch recess 4 of the assembled battery case 6. The switch operating member 12 has a substantially T-shaped cross section having a piston portion 14 slidable with respect to the battery case 6 and a disk portion 13 disposed on one side of the piston portion 14 and slidable in the switch recess 4. It is said that. The other side of the piston portion 14 passes through the through hole 11 from the inside of the switch recess 4 and is inserted into the assembled battery case 6. A push-type discharge switch SW is disposed on the extension line of the piston portion 14. One of the leaf springs 15 with the other biased upward is fixed to the circumferential surface of the piston portion 14 in the switch recess 4.
[0017]
A locking member 16 for locking the switch operating member 12 to the assembled battery case 6 is fixed to the circumferential surface of the piston portion 14 in the assembled battery case 6. The upper portion of the locking member 16 is in contact with the lower end portion of a connecting plate 18 that connects the resin thin display plate 17 to the switch operating member 12. The lower end portions of the locking member 16 and the connecting plate 18 are urged toward the switch recess 4 by a spring 21 having one end fixed. Therefore, the locking member 16 is in contact with the assembled battery case 6.
[0018]
An upper end portion of the connecting plate 18 is fixed to a substantially central portion of the lower surface of the display plate 17. The upper surface of the display board 17 is color-coded (for example, two colors of red and blue), and slides in the longitudinal direction of the assembled battery case 6 along a guide groove (not shown) fixed to the inner surface side of the assembled battery case 6. It is possible to move. Above the one color-coded region of the display panel 17, the transparent body 7 described above is disposed.
[0019]
As shown in FIG. 3, the assembled battery 20 includes a unit cell group 1 in which unit cells are connected in series, a forced discharge circuit 10 for forcibly discharging the unit cell group 1, and a unit cell controller 2. The forced discharge circuit 10 includes a discharge resistor R and a discharge switch SW that are loads during forced discharge, and the cell group 1 and the discharge resistor R can be connected in series by the discharge switch SW. The positive terminal of the highest potential side cell in the cell group 1 is connected to the assembled battery terminal 3A. On the other hand, the negative electrode terminal of the lowest potential side cell in the cell group 1 is connected to one end of the discharge switch SW. The other end of the discharge switch SW can be connected to a contact a to which the assembled battery terminal 3B is connected or a contact b to which one end of the discharging resistor R is connected. The other end of the discharging resistor R is connected to the positive terminal of the highest potential side cell in the cell group 1. The positive terminal of each unit cell and the negative terminal of the lowest potential side unit cell are connected to the unit cell controller 2 via a lead wire for detecting the voltage across the unit cell and a harness (not shown).
[0020]
(Operation)
During normal use of the battery pack 20, the discharge switch SW is connected to the contact a. Thereby, charging / discharging is attained using the assembled battery terminals 3A and 3B of positive and negative electrodes. At this time, the connecting plate 18 fixed to the display plate 17 is urged toward the switch recess 4 by the spring 21 and the locking member 16 is in contact with and locked to the assembled battery case 6. One color-coded region (for example, a blue region) is positioned below the transparent body 7. After use of the assembled battery 20, for example, when it becomes impossible to obtain a desired output or when it becomes unnecessary, the electric energy remaining in the unit cell group 1 is made with the forced discharge circuit 10 in an operating state. Force to discharge.
[0021]
As shown in FIG. 2, when the assembled battery 20 is forcibly discharged, the discharge switch SW is disposed inside the assembled battery case 6 on the extension line of the switch actuating member 12, so that it is an elongated rod shape that can be inserted into the switch recess 4. The switch actuating member 12 is pushed using the tool (for example, a driver) to actuate the discharge switch SW. As a result, the discharge switch SW is connected to the contact b, and the cell group 1 and the discharge resistor R are connected in series, so that the forced discharge circuit 10 is activated (see FIG. 3). Further, when the switch operating member 12 is pushed, pressure is applied to the leaf spring 15 fixed to the piston portion 14 from the inner peripheral surface of the through hole 11. Thus, the leaf spring 15 is pressed against the piston portion 14 against the biasing force of the spring 21 and passes through the through hole 11 and enters the assembled battery case 6. In the assembled battery case 6, the pressure from the inner peripheral surface of the through-hole 11 is released and the leaf spring 15 returns to the original state. Therefore, the leaf spring 15 becomes an obstacle and cannot return to the switch recess 4 side. Therefore, since the discharge switch SW cannot return to the original state, the connection with the contact b is maintained.
[0022]
Further, as the switch actuating member 12 is pushed, the connecting plate 18 in contact with the locking member 16 is pushed, so that the display plate 17 is slid in the longitudinal direction of the battery case 6. Accordingly, the other color-coded region (for example, a red region) of the display board 17 is positioned below the transparent body 7.
[0023]
(Action etc.)
After using the battery pack, if the desired output cannot be obtained or is no longer needed, the battery pack is discarded, but for safety, no electrical energy remains in the battery pack. It will be necessary. For this reason, the assembled battery 20 of this embodiment has the forced discharge circuit 10. By setting the forced discharge circuit 10 to the operating state, the electric energy remaining in the unit cell group 1 is forcibly discharged, so that the assembled battery 20 can be discarded in a state where no electric energy remains. Therefore, safety after disposal can be ensured. By reducing the resistance value of the discharge resistor R, the time required for forced discharge can be shortened, but the heat generated by the forced discharge increases, and conversely, increasing the resistance value increases the discharge time. However, the heat generation can be reduced. Therefore, the resistance value of the discharge resistor R is preferably selected in consideration of the capacity of the single cell unit 1, the discharge time, the degree of heat generation, and the like.
[0024]
In the assembled battery 20 of the present embodiment, the switch operating member 12 is disposed at the innermost part of the switch recess 4, and the discharge switch SW is disposed inside the assembled battery case 6 on the extension line of the switch operating member 12. Yes. For this reason, in order to operate the discharge switch SW, it is necessary to push the switch operating member 12 using a tool accessible to the switch operating member 12. Thereby, charging / discharging can be performed without operating the discharge switch SW carelessly at the time of normal use of the assembled battery 20.
[0025]
Furthermore, in the assembled battery 20 of this embodiment, the plate spring 15 is fixed to the switch operating member 12 so that the switch operating member 12 does not return to the original state. For this reason, the discharge switch SW operated by the switch operating member 12 cannot be restored. As a result, the series connection between the discharge resistor R and the cell group 1 is maintained, and the forced discharge state cannot be released. Accordingly, since the assembled battery 20 cannot be charged, safety can be ensured even after the assembled battery 20 is used.
[0026]
Further, the assembled battery 20 of the present embodiment has a display plate 17 connected to the switch operating member 12. For this reason, when the switch actuating member 12 is not pushed (normal time), one of the display plates 17, for example, a blue region is the other when the discharge switch SW is actuated (when the forced discharge circuit is activated). For example, the red areas are respectively located below the transparent body 7. Thereby, it can be visually observed from the outside of the assembled battery 20 that the forced discharge circuit 10 is in an operating state. Accordingly, since the assembled battery 20 in which no electric energy remains can be easily confirmed, a supplier who collects the used assembled battery can safely disassemble the battery without measuring the remaining electric energy. It can be performed. Moreover, since the general person can recognize that the assembled battery 20 after use cannot be used, the use of the assembled battery 20 for purposes other than the intended use can be avoided.
[0027]
In the present embodiment, an example is shown in which the display plate 17 color-coded below the transparent body 7 is used in order to make the operating state of the forced discharge circuit 10 visible from the outside. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of color-coding the display board 17, it may be possible to display availability / non-usability. In this way, even a general person can clearly recognize the state of the assembled battery. Further, by disposing the discharge switch SW directly in the assembled battery case 6 below the transparent body 7 and at the innermost part of the switch recess 4 without using the display board 17 or the switch operation member 12, the operation of the discharge switch SW is performed. The state may be directly visible. This eliminates the need for a member such as the display plate 17 and the like, so that the space utilization efficiency in the assembled battery case 6 can be increased.
[0029]
Furthermore, in the present embodiment, an example in which the leaf spring 15 is fixed to the switch operating member 12 so as not to return to the original state after the push-type discharge switch SW is operated is shown, but the present invention is limited to this. Instead of this, a non-return type switch may be used as the discharge switch SW. In this way, the leaf spring 15 is not necessary, and the assembly workability of the assembled battery can be improved.
[0030]
Further, a returnable switch may be used as the discharge switch SW. If it does in this way, it can return to the state which can charge / discharge the assembled battery forcedly discharged by returning a discharge switch. In this case, in consideration of the possibility that the assembled battery that has been forcibly discharged reaches the hands of ordinary persons, it is preferable to use a dedicated tool for the operation of the resettable switch in order to ensure safety. For example, by making the circular switch dent illustrated in the present embodiment into an irregular shape, a dedicated tool adapted to the irregular dent can be used for the operation of the switch. In addition, by having a dedicated tool owned by an automobile repair shop or dealer worker, the switch can be operated only by a specific worker, so the general person can reset the switch and release the forced discharge state. Use of the assembled battery can be prevented, and safety can be ensured. Furthermore, even when a non-returning type switch is used, a dedicated tool may be used for the operation of the switch in order to avoid an inadvertent operation of the forced discharge circuit.
[0031]
Furthermore, in the present embodiment, an example in which a plurality of single cells are connected in series to the assembled battery 20 has been shown. However, the present invention is not limited to this, for example, by combining parallel connection or parallel series. They may be connected, and the number of single cells is not limited. Furthermore, in the present embodiment, a cylindrical unit cell having lithium manganate or the like as a main constituent material is exemplified, but the present invention is not limited to the type of unit cell. Examples of the unit cell other than the present embodiment include a lead storage battery, a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen battery, a lithium secondary battery, a lithium polymer battery, and the like. There is no particular limitation.
[0032]
Also, in automobile repair shops and dealers that handle large assembled batteries, it is preferable to place an obligation on the operator to operate the forced discharge circuit by operating the switch whenever the assembled battery is removed from the vehicle. It is preferable that the battery is described in the maintenance manual of the vehicle as well as the battery, and a label indicating that is attached to the assembled battery itself. Thereby, the further improvement of the safety | security after use of an assembled battery can be aimed at.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the battery case is composed of a discharge resistor and a discharge switch, and includes a forced discharge circuit for forcibly discharging a plurality of single cells. by operating the circuit, it is possible to electrical energy remaining in the battery pack after use forcibly discharged to terminate completely the function of the vehicle battery pack, battery case, the battery pack at the top of the battery case An indicator that can visually check the operating state of the forced discharge circuit from the outside through a transparent body that is fixed to the window hole arranged near the terminal and allows the operating state of the discharge switch to be visually observed, and displays the operating state of the discharge switch mechanically. Therefore, the person who handles the assembled battery after use can visually recognize the operation state of the forced discharge circuit from the outside, so that the safety of the assembled battery after use can be recognized. Can also discharge switch in cross section to a different profile in an in battery pack terminal side of the side surface perpendicular to the longitudinal direction of the battery case upper and formed on the inner side than the outer surface of the battery case discharge switch circular Since it is operated using a long and narrow rod-shaped special tool that fits the shape of the switch depression allowing access and can be inserted into the switch depression , it is possible to prevent malfunction of the discharge switch when using the assembled battery for vehicles. The effect that it is possible can be acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of an assembled battery according to an embodiment to which the present invention is applicable.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a switch recess and the vicinity of a transparent body of the assembled battery.
FIG. 3 is a block circuit diagram showing connection of a forced discharge circuit of the assembled battery.
[Explanation of symbols]
3A, 3B assembled battery terminal 4 switch recess 6 assembled battery case (battery case)
7 Transparent body 10 Forced discharge circuit 17 Display panel 20 Battery pack R Discharge resistor SW Discharge switch

Claims (2)

複数の単電池が電池ケースに収容され該電池ケースの上部一側に組電池端子が立設された車両用組電池において、前記電池ケースは、放電用抵抗及び放電スイッチで構成され前記複数の単電池を強制的に放電させるための強制放電回路を内蔵し、外部から前記強制放電回路の作動状態を目視可能なインジケータを有し、前記電池ケースの長手方向と直交する側面の前記組電池端子側の上部には、断面が円形とは異なる異形であって前記電池ケースの外表面より内部側に形成され前記放電スイッチへのアクセスを許容するスイッチ窪みが形成されており、該放電スイッチは、前記スイッチ窪みの形状に適合しかつ前記スイッチ窪みに挿入可能な細長い棒状の専用工具を用いて作動させるものであり、前記インジケータは、前記電池ケースの上部で前記組電池端子の近傍に配置された窓孔に固定され前記放電スイッチの作動状態を目視可能な透明体を介して前記放電スイッチの作動状態をメカニカルに表示させるものであることを特徴とする車両用組電池。In an assembled battery for a vehicle in which a plurality of single cells are housed in a battery case and an assembled battery terminal is erected on one upper side of the battery case, the battery case is configured by a discharge resistor and a discharge switch, and the plurality of single cells. incorporates a forced discharge circuit for forcibly discharging the battery, the operation state of the forced discharge circuit from the outside have a visible indicator, the battery pack terminal side of the side surface perpendicular to the longitudinal direction of the battery case In the upper part of the battery, a cross-section is different from a circular shape, and a switch recess is formed on the inner side from the outer surface of the battery case to allow access to the discharge switch. It is intended to operate with an elongated rod-like special tool can be inserted into and and recess the switches conform to the shape of the switch depression, the indicator, the top of the battery case Vehicle, characterized in that for displaying the operating state of the discharge switch is fixed to the arranged window opening near the operating state of the discharge switch through the visible transparency of the battery pack terminal to the mechanical Assembled battery. 前記放電スイッチは、非復帰型スイッチであることを特徴とする請求項1に記載の車両用組電池。  The assembled battery for vehicles according to claim 1, wherein the discharge switch is a non-return type switch.
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