JP4358134B2 - Bypass switch - Google Patents

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Description

この発明は、複数のセルが接続された蓄電池おいて、故障によって高抵抗状態あるいは開路状態になったセルを短絡する機能を備えたバイパススイッチに関するものであり、特に電流に応答するバイパススイッチに関するものである。   The present invention relates to a bypass switch having a function of short-circuiting a cell that is in a high resistance state or an open circuit state due to a failure in a storage battery to which a plurality of cells are connected, and particularly relates to a bypass switch that responds to a current. It is.

複数のセルが直列接続された蓄電池において、1つのセルが高抵抗状態あるいは開路状態になるといった故障の場合、蓄電池全体が使用不可能となる。   In a storage battery in which a plurality of cells are connected in series, in the case of a failure in which one cell is in a high resistance state or an open circuit state, the entire storage battery becomes unusable.

1つのセルが高抵抗状態あるいは開路状態になるという故障の場合の対応策として、各セルにダイオードを並列接続し、故障時のダイオードの発熱をトリガとして故障セルを短絡するバイパススイッチを設ける。このバイパススイッチとしては、軽量で蓄電電流を通電しているときに大きな電力を散逸しないことが好ましい。   As a countermeasure for a failure in which one cell is in a high resistance state or an open circuit state, a diode is connected in parallel to each cell, and a bypass switch is provided that short-circuits the failure cell using the heat generated by the diode at the time of failure as a trigger. The bypass switch is preferably lightweight and does not dissipate a large amount of power when the stored current is applied.

特許文献1には、通常は開路として可動側接点と固定側接点との間に所定の隙間を保持するために可動側接点に孔を設け、可動側接点の孔を固定部の孔にピンで保持し、故障時にダイオードの熱を熱伝導基部から形状記憶金属棒に伝導し、形状記憶金属棒を伸長させて可動側接点を押してピンを剪断することによりスイッチ接点を閉路するバイパススイッチが開示されている。   In Patent Document 1, a hole is provided in the movable contact in order to maintain a predetermined gap between the movable contact and the fixed contact as an open circuit, and the hole of the movable contact is pinned to the hole of the fixed portion. A bypass switch is disclosed that closes the switch contact by holding and conducting the heat of the diode from the heat conduction base to the shape memory metal rod in the event of failure, extending the shape memory metal rod and pushing the movable contact to shear the pin ing.

特開平7−201365号公報(第3−6頁、図1−図3)JP-A-7-2013365 (page 3-6, FIGS. 1 to 3)

上記特許文献1に開示されたようなバイパススイッチにあっては、形状記憶金属棒の伸長によって接点を押さえつける構造であるので、可動側接点が固定側接点と接触するのに必要な距離以上に形状記憶金属棒の変化(伸び)量が必要であり、形状記憶金属棒の全長が大きくなり、熱伝導基部も大きくなり、その結果、熱伝導基部及び形状記憶金属棒の熱容量が大きくなる。   In the bypass switch as disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, since the contact is pressed by the extension of the shape memory metal rod, the shape is more than the distance necessary for the movable contact to contact the fixed contact. The amount of change (elongation) of the memory metal rod is required, the total length of the shape memory metal rod is increased, and the heat conduction base is also increased. As a result, the heat capacity of the heat conduction base and the shape memory metal rod is increased.

このため、形状記憶金属棒を加熱するのに時間がかかり、速やかな閉路動作ができないという問題点があった。   For this reason, it took time to heat the shape memory metal rod, and there was a problem that a quick closing operation could not be performed.

また、常時は開路とするために可動側接点の孔を固定部の孔にピンで保持しているので、振動や衝撃の加わるような状況下での使用は誤動作が発生しやすいという問題点があった。   In addition, since the hole of the movable contact is held by the pin in the hole of the fixed part to always open the circuit, there is a problem that malfunction is likely to occur when used under conditions where vibration or impact is applied. there were.

この発明は、上記のような問題を解決するものであり、閉路動作が速やかに行われるともに、振動や衝撃の加わるような状況下でも誤動作が発生し難いバイパススイッチを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a bypass switch that solves the above-described problems and that is quick to perform a closing operation and is less likely to malfunction even under a situation where vibration or impact is applied. .

この発明に係るバイパススイッチは、固定された一対の導体からなる固定導体、及び上記一対の固定導体間に上記一対の固定導体に対して垂直方向に所定の間隙で配置され、上記一対の固定導体に対して垂直方向に駆動されて上記固定導体間を接続する導体からなる可動導体を有するスイッチ部を備えたバイパススイッチにおいて、
上記可動導体を上記一対の固定導体それぞれに対して垂直方向に加圧する加圧装置と、
通電により発熱し上記可動導体に加わる加圧力を受ける半導体素子、上記半導体素子と接する第1の金属プレート、上記第1の金属プレートと接する半田、及び上記第1の金属プレートとともに上記半田を挟む第2の金属プレートが上記加圧装置が加圧する方向に積み重ねられた熱作動装置と、
上記スイッチ部と上記熱作動装置とを電気的に並列に接続して並列回路を形成する導体とを備え、
上記並列回路が、蓄電池の直列に接続された複数のセルそれぞれと、上記セルの常時は上記半導体素子に通電されず異常時上記半導体素子に通電されるように並列に接続され、上記セルが異常となった時に、上記半導体素子の発熱の熱によって上記半田が溶融し、上記加圧装置の加圧力によって上記熱作動装置が変位し、上記可動導体が上記固定導体の方向へ垂直に変位して上記一対の固定導体同士が上記可動導体によって電気的に接続されて上記異常のセルを短絡するバイパス回路を形成するものである。
The bypass switch according to the present invention includes a fixed conductor composed of a pair of fixed conductors, and a pair of the fixed conductors arranged between the pair of fixed conductors with a predetermined gap in a direction perpendicular to the pair of fixed conductors. In a bypass switch including a switch unit having a movable conductor made of a conductor that is driven in a vertical direction to connect between the fixed conductors,
A pressurizing device that pressurizes the movable conductor in a direction perpendicular to the pair of fixed conductors;
A semiconductor element that generates heat when energized and receives a pressure applied to the movable conductor, a first metal plate in contact with the semiconductor element, solder in contact with the first metal plate, and a first sandwiching the solder together with the first metal plate A thermal actuator in which two metal plates are stacked in a direction in which the pressure device pressurizes;
A conductor that electrically connects the switch unit and the thermal actuator in parallel to form a parallel circuit;
The parallel circuit is connected in parallel with each of a plurality of cells connected in series of storage batteries, and the cells are connected in parallel so that the semiconductor element is not energized at all times, and the semiconductor element is energized at the time of abnormality. Then, the solder is melted by the heat generated by the semiconductor element, the thermal actuator is displaced by the pressure applied by the pressurizing device, and the movable conductor is displaced vertically in the direction of the fixed conductor. The pair of fixed conductors are electrically connected by the movable conductor to form a bypass circuit that short-circuits the abnormal cell.

この発明に係るバイパススイッチによれば、蓄電池のセルの異常時に速やかに異常のセルのバイパス動作ができ、また、接点の開路保持時に振動や衝撃に対しても誤動作を生じにくいという効果が得られる。   According to the bypass switch according to the present invention, an abnormal cell bypass operation can be performed quickly when the storage battery cell is abnormal, and an effect is also obtained that malfunction is less likely to occur even when vibration or shock occurs when the contact is kept open. .

実施の形態1.
図1は、この発明に係るバイパススイッチの実施の形態1を示す断面図である。図1に示したように、この実施の形態1のバイパススイッチは、絶縁材料からなるケース1と、ケース1に固定された一対の導体からなる固定導体21,22、及び固定導体21,22間の固定導体21,22と垂直な方向に所定の間隙をもって配置され、固定導体21,22に対して垂直な方向に駆動されることにより固定導体21,22間を接続する導体からなる可動導体23を有するスイッチ部を備えている。また、可動導体23と一体のシャフト51、後述の熱作動装置10、可動導体23及びシャフト51を固定導体21,22に対して垂直方向に加圧するコイルバネ等で構成される加圧装置11を備えている。また、固定導体21と熱作動装置10の一端とを接続する導体31、固定導体22と熱作動装置10の他端とを接続する導体32を備え、熱作動装置10とスイッチ部とが並列に接続された並列回路が形成されている。ここで、導体31,32には断面積が小さく、導体長の長い可撓性を備えたリボン導体を用いている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a sectional view showing Embodiment 1 of a bypass switch according to the present invention. As shown in FIG. 1, the bypass switch according to the first embodiment includes a case 1 made of an insulating material, fixed conductors 21 and 22 made of a pair of conductors fixed to the case 1, and fixed conductors 21 and 22. The movable conductor 23 is a conductor which is arranged with a predetermined gap in a direction perpendicular to the fixed conductors 21 and 22 and is connected to the fixed conductors 21 and 22 by being driven in a direction perpendicular to the fixed conductors 21 and 22. The switch part which has is provided. In addition, a shaft 51 integral with the movable conductor 23, a thermal actuator 10 described later, and a pressurizing device 11 configured by a coil spring or the like that pressurizes the movable conductor 23 and the shaft 51 in a direction perpendicular to the fixed conductors 21, 22 ing. In addition, a conductor 31 that connects the fixed conductor 21 and one end of the thermal actuator 10, and a conductor 32 that connects the fixed conductor 22 and the other end of the thermal actuator 10, the thermal actuator 10 and the switch unit are arranged in parallel. A connected parallel circuit is formed. Here, a ribbon conductor having a small cross-sectional area and a long conductor length is used for the conductors 31 and 32.

熱作動装置10には、電流が流れることによって発熱する半導体素子としてダイオード41及びダイオード42が設けられている。熱作動装置10は、ダイオード41及びダイオード42、ダイオード41とダイオード42との間のダイオードチェック端子33、ダイオード42と接続される(第1の)金属プレート43、(第2の)金属プレート44、金属プレート43,44間に挟まれた半田45を備え、ダイオード41、ダイオード42、金属プレート43、金属プレート44、半田45は加圧装置11の加圧方向に積み重ねられている。また、熱作動装置10は加圧装置11の加圧力を受けるシャフト51によって加圧されている。   The thermal actuator 10 is provided with a diode 41 and a diode 42 as semiconductor elements that generate heat when a current flows. The thermal actuator 10 includes a diode 41 and a diode 42, a diode check terminal 33 between the diode 41 and the diode 42, a (first) metal plate 43 connected to the diode 42, a (second) metal plate 44, A solder 45 sandwiched between the metal plates 43 and 44 is provided, and the diode 41, the diode 42, the metal plate 43, the metal plate 44, and the solder 45 are stacked in the pressing direction of the pressing device 11. The thermal actuator 10 is pressurized by a shaft 51 that receives the pressure applied by the pressure device 11.

図2は、蓄電池のセルと並列に、この実施の形態1のバイパススイッチを接続した回路図である。図2に示したように、熱作動装置10とスイッチ部との並列回路が、セル100と並列に接続されている。図2では、1つのセル100に並列回路が接続されているが、実際には、直列接続されたセル100それぞれに並列回路が接続される。また、ダイオード41,42の間のダイオードチェック端子33は可とう性を備え、固定導体21とダイオードチェック端子33の間の電圧を測定することによってダイオード41が正常に機能していることを確認することができ、固定導体22とダイオードチェック端子33との間の電圧を測定することによってダイオード42が正常に機能していることを確認することができる。   FIG. 2 is a circuit diagram in which the bypass switch of the first embodiment is connected in parallel with the storage battery cell. As shown in FIG. 2, a parallel circuit of the thermal actuator 10 and the switch unit is connected in parallel with the cell 100. In FIG. 2, a parallel circuit is connected to one cell 100, but actually a parallel circuit is connected to each of the cells 100 connected in series. Further, the diode check terminal 33 between the diodes 41 and 42 is flexible, and it is confirmed that the diode 41 is functioning normally by measuring the voltage between the fixed conductor 21 and the diode check terminal 33. It is possible to confirm that the diode 42 is functioning normally by measuring the voltage between the fixed conductor 22 and the diode check terminal 33.

図2に示した回路図の構成によれば、セル100が正常な状態の場合にはダイオード41,42には逆電圧が加わるため電流が流れることがなく、バイパススイッチは作動しない。しかし、セル100が故障して高抵抗状態あるいは開路状態になると、ダイオード41,42には順電流が流れるために発熱する。   According to the configuration of the circuit diagram shown in FIG. 2, when the cell 100 is in a normal state, a reverse voltage is applied to the diodes 41 and 42 so that no current flows and the bypass switch does not operate. However, when the cell 100 fails and becomes in a high resistance state or an open circuit state, a forward current flows through the diodes 41 and 42 and heat is generated.

ダイオード41,42が発熱すると、この熱は金属プレート43を伝導し、半田45を加熱して溶融させる。半田45が溶融すると、金属プレート43、ダイオード41,42、シャフト51及び可動導体23が加圧装置11によって押されて、積層方向の下方へ移動し、可動導体23と固定導体21,22とが接触して固定導体21と固定導体22とが可動導体23により電気的に接続され、異常なセル100間を短絡するバイパス回路が形成される。   When the diodes 41 and 42 generate heat, the heat is conducted through the metal plate 43 and the solder 45 is heated and melted. When the solder 45 is melted, the metal plate 43, the diodes 41 and 42, the shaft 51, and the movable conductor 23 are pushed by the pressing device 11 and moved downward in the stacking direction, and the movable conductor 23 and the fixed conductors 21 and 22 are moved. The bypass conductor is formed in which the fixed conductor 21 and the fixed conductor 22 are electrically connected to each other by the movable conductor 23 to short-circuit between the abnormal cells 100.

この実施の形態1によれば、、固定導体21,22と可動導体23との隙間寸法を超える厚みの薄い半田45が溶融することにより可動導体23が垂直方向に変位して固定導体21,22と可動導体23とが接触し、バイパススイッチが作動する構成であるので、速やかにバイパススイッチを動作させることができ、また、小型で軽量なバイパススイッチとすることができる。   According to the first embodiment, when the thin solder 45 having a thickness exceeding the gap between the fixed conductors 21 and 22 and the movable conductor 23 is melted, the movable conductor 23 is displaced in the vertical direction, and the fixed conductors 21 and 22 are fixed. And the movable conductor 23 are in contact with each other, and the bypass switch is operated. Therefore, the bypass switch can be operated quickly, and a small and lightweight bypass switch can be obtained.

また、導体31に可撓性を備えたリボン導体を用いることにより、半田45の溶融にともなって熱作動装置10が垂直方向へ変位した時に熱作動装置10への導通状態が切断されないようにすることができ、半田45の溶融にともなうダイオード41,42、金属プレート43が垂直方向へ変位するのを妨げないようにすることができる。   Further, by using a ribbon conductor having flexibility as the conductor 31, the conduction state to the thermal actuator 10 is not cut when the thermal actuator 10 is displaced in the vertical direction as the solder 45 melts. It is possible to prevent the diodes 41 and 42 and the metal plate 43 from being displaced in the vertical direction when the solder 45 is melted.

また、導体31,32にリボン導体を用いることにより、リボン導体の断面積が小さいので、ダイオード41,42で発生する熱が導体31,32から熱作動装置10の外部へ逃げ出る量は極めて小さなものなり、加熱効率を低下させないようにすることができる。   In addition, since the ribbon conductor is used for the conductors 31 and 32, the cross-sectional area of the ribbon conductor is small. Therefore, the amount of heat generated by the diodes 41 and 42 from the conductors 31 and 32 to the outside of the thermal actuator 10 is extremely small. It is possible to prevent the heating efficiency from being lowered.

また、ケース1は熱伝導率の小さい材料である絶縁材料で構成されているため、熱作動装置10の熱がケース1の外部に逃げ出る量も極めて少なくなり、半田45を加熱する加熱効率がよく、セル100の故障後、速やかに半田45が溶融し、バイパススイッチが速やかに作動する。   Further, since the case 1 is made of an insulating material having a low thermal conductivity, the amount of heat from the thermal actuator 10 escaping to the outside of the case 1 is extremely small, and the heating efficiency for heating the solder 45 is improved. Well, after the failure of the cell 100, the solder 45 melts quickly and the bypass switch operates quickly.

固定導体21,22及び可動導体23には電気伝導性が良好な銅、または銅合金を使用することが好ましい。   For the fixed conductors 21 and 22 and the movable conductor 23, it is preferable to use copper or a copper alloy having good electrical conductivity.

また、図1の構成では、固定導体21,22と可動導体23とが直接接触する構成となっているが、固定導体21,22と可動導体23との接触部分に別の銅合金を接点としてロウ付け等によって取り付けて使用することにより、高価な銅合金の使用量を低減することができる。   Further, in the configuration of FIG. 1, the fixed conductors 21 and 22 and the movable conductor 23 are in direct contact with each other, but another copper alloy is used as a contact at the contact portion between the fixed conductors 21 and 22 and the movable conductor 23. By attaching and using it by brazing etc., the usage-amount of an expensive copper alloy can be reduced.

また、2個のダイオード41,42を使用した例を示したが、さらに多くのダイオード(3個以上)を用いてもよく、ダイオードの数を増やすことにより、さらに速やかにバイパススイッチが作動するようになる。   Moreover, although the example which used the two diodes 41 and 42 was shown, more diodes (3 or more) may be used, and a bypass switch operates more rapidly by increasing the number of diodes. become.

また、半田45の厚さは可動導体23と固定導体21,22との垂直方向の隙間寸法よりも大きくすればよく、例えば、可動導体23と固定導体21、22との垂直方向の隙間寸法を2mmに設定すれば、半田45の厚さは、例えば、3mmというように2mmを超える値に設定すればよい。   Further, the thickness of the solder 45 may be larger than the vertical gap dimension between the movable conductor 23 and the fixed conductors 21 and 22. For example, the vertical gap dimension between the movable conductor 23 and the fixed conductors 21 and 22 is set. If the thickness is set to 2 mm, the thickness of the solder 45 may be set to a value exceeding 2 mm, for example, 3 mm.

実施の形態2.
図3は、この発明に係るバイパススイッチの実施の形態2を示す断面図である。上記実施の形態1(図1)においては、熱作動装置10のダイオード41,42が金属プレート43側に配置されているが、図3に示したように、この実施の形態2では熱作動装置10ダイオード41,42が金属プレート43,44を両外側から挟むように配置するようにしている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a sectional view showing Embodiment 2 of the bypass switch according to the present invention. In the first embodiment (FIG. 1), the diodes 41 and 42 of the thermal actuator 10 are arranged on the metal plate 43 side. However, as shown in FIG. 10 diodes 41 and 42 are arranged so as to sandwich the metal plates 43 and 44 from both outsides.

この実施の形態2の構成によれば、発熱源であるダイオード41,42の間に半田45と金属プレート43,44が挟まれるようになっているので、金属プレート43,44の両側から熱が伝わり、上記実施の形態1よりも速やかに半田45を溶融することができるようになる。   According to the configuration of the second embodiment, since the solder 45 and the metal plates 43 and 44 are sandwiched between the diodes 41 and 42 which are heat generation sources, heat is generated from both sides of the metal plates 43 and 44. Accordingly, the solder 45 can be melted more rapidly than in the first embodiment.

また、半田45はダイオード41,42によって加熱された金属プレート43,44で挟まれているので、熱作動装置10に電流が流れなくなっても金属プレート43,44、の熱容量によって十分に半田45を溶融させることができる。金属プレート43、44の大きさは二つ合わせた合計で、図1に示した金属プレート43と同じになるようにすれば熱容量としては同等になるので、図1の場合の金属プレート44の厚さ分だけ熱作動装置10の垂直方向高さを小さくすることができる。   In addition, since the solder 45 is sandwiched between the metal plates 43 and 44 heated by the diodes 41 and 42, the solder 45 is sufficiently attached by the heat capacity of the metal plates 43 and 44 even when no current flows through the thermal actuator 10. Can be melted. The size of the metal plates 43 and 44 is the sum of the two, and the heat capacity is equivalent if the metal plates 43 and 44 are the same as the metal plate 43 shown in FIG. 1, so the thickness of the metal plate 44 in the case of FIG. Accordingly, the vertical height of the thermal actuator 10 can be reduced.

なお、図3に示した熱作動装置10の構成のようにダイオードチェック端子33を金属プレート44とダイオード42の間に配置した場合には、ダイオードチェック端子33が可とう性を備えている必要はない。   In addition, when the diode check terminal 33 is disposed between the metal plate 44 and the diode 42 as in the configuration of the thermal actuator 10 illustrated in FIG. 3, the diode check terminal 33 needs to have flexibility. Absent.

実施の形態3.
この実施の形態3では、上記実施の形態1における、ダイオード42と接触する金属プレート43あるいは上記実施の形態2における、ダイオード41,42と接触する金属プレート43,44の熱容量が半田45の熱容量よりも大きくなるような体積にしている。熱作動装置10が作動して可動導体23が固定導体21,22と接触した瞬間に熱作動装置10に流れていた電流は可動導体23から固定導体21,22に流れるようになり、ダイオード41,42は発熱しなくなるので、半田45の溶融が十分でなく、可動導体23が加圧装置11によって十分に変位しない場合がある。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, the heat capacity of the metal plate 43 in contact with the diode 42 in the first embodiment or the metal plates 43 and 44 in contact with the diodes 41 and 42 in the second embodiment is greater than the heat capacity of the solder 45. The volume is also large. At the moment when the thermal actuator 10 is activated and the movable conductor 23 comes into contact with the fixed conductors 21 and 22, the current flowing in the thermal actuator 10 starts to flow from the movable conductor 23 to the fixed conductors 21 and 22. Since 42 does not generate heat, the solder 45 is not sufficiently melted, and the movable conductor 23 may not be sufficiently displaced by the pressure device 11.

この実施の形態3の構成によれば、熱作動装置10に電流が流れなくなり、ダイオード41,42が発熱しなくなっても、金属プレート43,44が十分な熱容量を持っているため、可動導体23が固定導体21、22と接触した直後であっても、半田45を溶融させることができ、加圧装置11は可動導体23を十分に変位させることができる。この結果、可動導体23と固定導体21,22との接触抵抗を小さくすることができるので、バイパススイッチでの電力損失を最小限にすることができる。   According to the configuration of the third embodiment, even when no current flows through the thermal actuator 10 and the diodes 41 and 42 do not generate heat, the metal plates 43 and 44 have sufficient heat capacity. Even immediately after contact with the fixed conductors 21 and 22, the solder 45 can be melted, and the pressing device 11 can sufficiently displace the movable conductor 23. As a result, the contact resistance between the movable conductor 23 and the fixed conductors 21 and 22 can be reduced, so that power loss in the bypass switch can be minimized.

実施の形態4.
この実施の形態4は、上記実施の形態1及び実施の形態2の金属プレート43,44の半田45と接触する面に溝を設けるものである。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, a groove is provided on the surface of the metal plates 43 and 44 of the first and second embodiments that come into contact with the solder 45.

この実施の形態4の構成によれば、半田45が溶融した場合に溝に半田が流れ込むことができるので、溶融した半田45が可動導体23の変位を妨げることがなくなり、可動導体23と固定導体21、22とが速やかに、かつ、小さな接触抵抗で接触することができるようになる。   According to the configuration of the fourth embodiment, since the solder can flow into the groove when the solder 45 is melted, the melted solder 45 does not hinder the displacement of the movable conductor 23, and the movable conductor 23 and the fixed conductor 21 and 22 can come into contact with each other quickly and with a small contact resistance.

また、金属プレート43,44に設けられた溝の毛細管現象により、溶融半田が溝内に流れ、溶融していない半田45の新たな面が次から次へと金属プレート43,44と接触することにより半田45の溶融が速くなる効果も得られる。なお、金属プレート43、44の両方が加熱される場合には、溝は金属プレート43、44の両方でなく、片側のみに設けるようにしても同様の効果を得ることができる。   Further, due to the capillary action of the grooves provided in the metal plates 43 and 44, the molten solder flows into the grooves, and a new surface of the unmelted solder 45 comes into contact with the metal plates 43 and 44 one after another. As a result, the effect of faster melting of the solder 45 can be obtained. When both the metal plates 43 and 44 are heated, the same effect can be obtained even if the grooves are provided only on one side instead of both the metal plates 43 and 44.

実施の形態5.
この実施の形態5では、上記実施の形態1〜4において使用する半田45として、Sn/Ag系の鉛フリー半田を使用する。
Embodiment 5 FIG.
In the fifth embodiment, Sn / Ag lead-free solder is used as the solder 45 used in the first to fourth embodiments.

半田45は加圧装置11に常に加圧されているため、半田45のクリープによってバイパススイッチが誤動作する可能性も考えられるが、この実施の形態5によれば、半田45にクリープ強度の良好なSn/Ag系の鉛フリー半田を使用しているので、半田45のクリープによるバイパススイッチの誤動作が発生することがない。   Since the solder 45 is constantly pressurized by the pressurizing device 11, there is a possibility that the bypass switch malfunctions due to the creep of the solder 45, but according to the fifth embodiment, the solder 45 has a good creep strength. Since Sn / Ag-based lead-free solder is used, a malfunction of the bypass switch due to the creep of the solder 45 does not occur.

この発明に係るバイパススイッチは、衛星用バッテリ等において小型で軽量なバイパススイッチとして有効に利用することができる。   The bypass switch according to the present invention can be effectively used as a small and light bypass switch in a satellite battery or the like.

この発明に係るバイパススイッチの実施の形態1を示す断面図である。It is sectional drawing which shows Embodiment 1 of the bypass switch which concerns on this invention. 蓄電池のセルと並列に本実施の形態1のバイパススイッチを接続した回路図である。It is the circuit diagram which connected the bypass switch of this Embodiment 1 in parallel with the cell of a storage battery. この発明に係るバイパススイッチの実施の形態2を示す断面図である。It is sectional drawing which shows Embodiment 2 of the bypass switch which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ケース、10 熱作動装置、11 加圧装置、21、22 固定導体、
23 可動導体、31,32 リボン導体、33 ダイオードチェック端子、
41,42 ダイオード、43,44 金属プレート、45 半田、
46,47 金属プレート、51 シャフト、100 セル。
1 case, 10 thermal actuator, 11 pressurizer, 21, 22 fixed conductor,
23 Movable conductor, 31, 32 Ribbon conductor, 33 Diode check terminal,
41, 42 Diode, 43, 44 Metal plate, 45 Solder,
46,47 Metal plate, 51 shaft, 100 cells.

Claims (8)

固定された一対の導体からなる固定導体、及び上記一対の固定導体間に上記一対の固定導体に対して垂直方向に所定の間隙で配置され、上記一対の固定導体に対して垂直方向に駆動されて上記固定導体間を接続する導体からなる可動導体を有するスイッチ部を備えたバイパススイッチにおいて、
上記可動導体を上記一対の固定導体それぞれに対して垂直方向に加圧する加圧装置と、
通電により発熱し上記可動導体に加わる加圧力を受ける半導体素子、上記半導体素子と接する第1の金属プレート、上記第1の金属プレートと接する半田、及び上記第1の金属プレートとともに上記半田を挟む第2の金属プレートが上記加圧装置が加圧する方向に積み重ねられた熱作動装置と、
上記スイッチ部と上記熱作動装置とを電気的に並列に接続して並列回路を形成する導体とを備え、
上記並列回路が、蓄電池の直列に接続された複数のセルそれぞれと、上記セルの常時は上記半導体素子に通電されず異常時上記半導体素子に通電されるように並列に接続され、上記セルが異常となった時に、上記半導体素子の発熱の熱によって上記半田が溶融し、上記加圧装置の加圧力によって上記熱作動装置が変位し、上記可動導体が上記固定導体の方向へ垂直に変位して上記一対の固定導体同士が上記可動導体によって電気的に接続されて上記異常のセルを短絡するバイパス回路を形成することを特徴とするバイパススイッチ。
A fixed conductor composed of a pair of fixed conductors, and a pair of fixed conductors arranged between the pair of fixed conductors with a predetermined gap in a direction perpendicular to the pair of fixed conductors, and driven in a direction perpendicular to the pair of fixed conductors. In the bypass switch having a switch portion having a movable conductor made of a conductor connecting the fixed conductors,
A pressurizing device that pressurizes the movable conductor in a direction perpendicular to the pair of fixed conductors;
A semiconductor element that generates heat when energized and receives a pressure applied to the movable conductor, a first metal plate in contact with the semiconductor element, solder in contact with the first metal plate, and a first sandwiching the solder together with the first metal plate A thermal actuator in which two metal plates are stacked in a direction in which the pressure device pressurizes,
A conductor that electrically connects the switch unit and the thermal actuator in parallel to form a parallel circuit;
The parallel circuit is connected in parallel to each of a plurality of cells connected in series with a storage battery, and the cells are connected in parallel so that the semiconductor element is not normally energized but is electrically energized to the semiconductor element in an abnormal state. Then, the solder is melted by the heat generated by the semiconductor element, the thermal actuator is displaced by the pressure applied by the pressurizing device, and the movable conductor is displaced vertically in the direction of the fixed conductor. A bypass switch, wherein the pair of fixed conductors are electrically connected by the movable conductor to form a bypass circuit that short-circuits the abnormal cell.
上記導体が、可撓性のリボン導体であることを特徴とする請求項1記載のバイパススイッチ。 The bypass switch according to claim 1, wherein the conductor is a flexible ribbon conductor. 上記半導体素子とともに、上記第1の金属プレート、上記半田及び上記第2の金属プレートとを挟むように別の半導体素子が設けられていることを特徴とする請求項1記載のバイパススイッチ。 2. The bypass switch according to claim 1, wherein another semiconductor element is provided so as to sandwich the first metal plate, the solder, and the second metal plate together with the semiconductor element. 上記第1の金属プレートの熱容量が上記半田の熱容量よりも大きいことを特徴とする請求項1記載のバイパススイッチ。 2. The bypass switch according to claim 1, wherein a heat capacity of the first metal plate is larger than a heat capacity of the solder. 上記第1の金属プレートと第2の金属プレートとの合計の熱容量が上記半田の熱容量よりも大きいことを特徴とする請求項3記載のバイパススイッチ。 4. The bypass switch according to claim 3, wherein a total heat capacity of the first metal plate and the second metal plate is larger than a heat capacity of the solder. 上記第1の金属プレートの上記半田と接する面に溝が形成されていることを特徴とする請求項1記載のバイパススイッチ。 2. The bypass switch according to claim 1, wherein a groove is formed on a surface of the first metal plate that contacts the solder. 上記第1の金属プレート及び第2の金属プレートの少なくとも一方の金属プレートの上記半田と接する面に溝が形成されていることを特徴とする請求項3記載のバイパススイッチ。 4. The bypass switch according to claim 3, wherein a groove is formed on a surface of at least one of the first metal plate and the second metal plate in contact with the solder. 上記半田に錫−銀系の鉛フリー半田を用いることを特徴とする請求項1記載のバイパススイッチ。
2. The bypass switch according to claim 1, wherein a tin-silver based lead-free solder is used as the solder.
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