JPH09139195A - 組電池 - Google Patents

組電池

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JPH09139195A
JPH09139195A JP7294516A JP29451695A JPH09139195A JP H09139195 A JPH09139195 A JP H09139195A JP 7294516 A JP7294516 A JP 7294516A JP 29451695 A JP29451695 A JP 29451695A JP H09139195 A JPH09139195 A JP H09139195A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ptc element
battery
unit cell
unit cells
battery pack
Prior art date
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Pending
Application number
JP7294516A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Hashimoto
尚 橋本
Kazuo Osaki
一夫 大崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP7294516A priority Critical patent/JPH09139195A/ja
Publication of JPH09139195A publication Critical patent/JPH09139195A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大電流用途の機器に対しても、電池に短絡電
流が流れたり過充電が行われた場合に、ヒューズのよう
に部品の交換を必要とせず、また充電器側の誤動作等に
も影響しないで、電池の発熱を抑えることができる組電
池を提供する。 【解決手段】 組電池を素電池4、PTC素子5及び絶
縁板6で構成する。素電池4は、2列3行の6本と1本
との計7本がリード板によって全て直列に接続されて集
合電池を構成する。PTC素子5を絶縁板6を介して組
電池の一側面に上に配置し、素電池4に電気的に直列接
続する。PTC素子5の形状は、素電池4を6本並べた
端面の外形に沿った長方形の形状であり、絶縁板6の切
欠部61の部分で素電池4と電気接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、PTC素子を備えた
組電池に関する。
【0002】
【従来の技術】複数個の素電池を電気接続した組電池
は、ケースに収納されてバッテリパックとして、携帯用
電気機器の電源に使用されている。例えば、電動工具の
ような携帯機器は、30〜80Aの大きな負荷電流が必
要とされるために、大電流放電に優れたニッケル−カド
ミウム電池を五〜十数本直列に接続して、組電池を構成
している。また、電動工具は1日の作業中に繰り返し使
用されることが多いので、短時間で充電を行う急速充電
が必要である。
【0003】このように電動工具に使用される組電池
は、大電流による充電や放電が行われるために、過充電
が行われたり、また短絡電流が流れたりすると、異常発
熱して危険を伴う。従って、過充電や短絡電流から電池
を保護する安全対策が採られている。まず短絡電流によ
る発熱を防止するために、図5に示すように、素電池4
と直列に電流ヒューズ7を接続したものが知られてい
る。この場合、素電池4に内部ショートが起こったり、
負荷が短絡された場合に過大電流が流れると、ヒューズ
7が溶断して回路を遮断する。しかしながら、この回路
の場合、ヒューズ7が溶断してしまうと自己復帰しない
ので、その都度ヒューズを交換しなければならない。ま
たヒューズに変わるその他の安全部品として、自己復帰
が可能なサーモスタットや、温度上昇に応じて抵抗値が
増加するサーミスタ等が知られているが、電流容量の関
係から、大電流を要求される電動工具の組電池に使用す
ることが難しい。
【0004】一方、充電時の過充電を防止するために、
図6に示すように、組電池の+−端子以外に温度端子T
を設け、ここに電池と近接配置したサーミスタ8を接続
したものが知られている。前記温度端子Tには+−端子
と比較して大電流が流れないので電流容量の小さな保護
素子を接続することができる。そして、充電器側には温
度端子の信号を検出する回路が設けられて、この信号を
受けて充電回路を遮断するようになっている。しかしな
がら、万一、充電器側の検出回路が暴走して正しく動作
しなかった場合、満充電になっても充電が終了せず過充
電が行われてしまうという危険がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、この発明は、
大電流による使用が行われる電動工具用の組電池に対し
ても、電池に短絡電流が流れたり過充電が行われた場合
に、ヒューズのように部品の交換を必要とせず、また充
電器側の誤動作等にも影響しないで、電池の発熱を抑え
ることができる組電池を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも3
個以上の素電池と、素電池と電気的に直列接続されたP
TC素子と、前記素電池とPTC素子との間に配置され
る絶縁板とからなる組電池において、前記素電池は互い
に隣接して配置されて集合電池を構成し、前記絶縁板は
前記PTC素子が素電池と電気接続される部分に切欠部
を有し、該切欠部を除いて対向する全ての素電池の端面
を覆う形状に形成され、一方、前記PTC素子は前記絶
縁板を介して、対向する全ての素電池の端面と重合する
大きさに形成されていることを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明によれば、PTC素子は対向する全ての
素電池の端面と重合する大きさに形成されているから、
大面積のPTC素子を得ることができる。従って、それ
だけ電流容量の大きいPTC素子とすることができて、
例えば電動工具のような大電流用途の組電池にも使用す
ることができる。
【0008】また、素電池は互いに隣接して配置され、
PTC素子は対向する全ての素電池の端面に重合するよ
うに配置されているから、各素電池が発熱した場合、P
TC素子がこの熱を受けて素早く反応し、保護動作をよ
り早く行うことができる。一方、ダッシュ電流のよう
な、負荷使用中に一時的に大電流が流れた場合は、電池
の温度は低い状態なので、逆にPTC素子の発熱を電池
側に伝導させることができる。従って、負荷使用時にP
TC素子の抵抗値の増加を抑え、負荷電流値の低下を防
ぐことができる。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例について図面に基づき説
明する。1は本発明による組電池を電源として使用され
る電動工具本体である。この電動工具の取っ手2の部分
は中空の筒状になっており、後端からバッテリパック3
を挿入して装着できるようになっている。
【0010】バッテリパック3内には、図2または図3
に示すように、素電池4、PTC素子5及び絶縁板6で
構成される組電池が収納されている。素電池4は、大電
流による充放電が可能なニッケル−カドミウム電池であ
り、2列3行の6本と1本との計7本がリード板によっ
て全て直列に接続されて、集合電池を構成している。そ
して、絶縁板6を介してPTC素子5が組電池の一側面
上に配置されて、素電池4に電気的に直列接続される。
【0011】PTC素子5の形状は、素電池4を6本並
べた端面の外形に沿った長方形の形状をしている。そし
て対角線上に接続端子が形成されている。なお、絶縁板
6の形状は、PTC素子5を素電池4に接続する部分に
切欠部61を有し、素電池4を6本並べた外形に沿った
形状をしている。
【0012】PTC素子5は、上下2枚の端子板と、そ
の中間のPTC組成物から成る三層の積層構造となって
いる。上下の端子板は、前記素電池4と接続するリード
の部分を一体に形成されており、厚さは約1mmとなって
いる。この端子板は熱伝導に優れた材質であり、ニッケ
ル、コバルト、アルミニウム、クロム、スズ、銅、亜
鉛、銀、鉛、白金、金等から選ばれる。従って、このP
TC素子5は熱伝導が良く、絶縁板6を介しているが、
前記6本の素電池4の表面と重合するように配置され、
熱的に結合されている。従って、各素電池4から吸熱し
たり、素電池4へ放熱したりすることができる。また、
前記端子板を約0.2mm程度に薄くして、別途厚みのある
放熱板を貼り合わせた構造でも構わない。
【0013】図4に本発明による組電池の電気回路図を
示す。この図に示すように、PTC素子5と素電池4と
が直列に接続されており、また温度端子Tには充電時の
温度制御用のサーミスタ8が接続されている。
【0014】さて、このバッテリパック2を充電器にセ
ットして充電を行うと、充電が進行してやがて満充電に
達する。満充電近くになると電池温度が上昇し始めて、
温度端子Tによって充電器に信号が出力される。充電器
は満充電を検出して充電電流の供給を停止して充電を終
了するようになっている。ここで、万一充電器が誤動作
し、充電電流の供給が停止しなかった場合でも、PTC
素子5が上昇した電池温度を吸熱して抵抗値を増加さ
せ、素電池4に流れる電流値を低く抑えることができ
る。従って、過充電による異常な発熱を防止することが
できる。
【0015】ここで、前記PTC素子5の端子板は熱伝
導効率に優れており、また各素電池4の端面にまたがっ
て配置されているので、どの素電池4からでも敏感に熱
伝導して素早く反応し、より安全性の高い構成となって
いる。
【0016】一方、電動工具使用時に、ダッシュ電流の
ような一時的に過大電流が流れる場合がある。この際、
電池の温度は低い状態なので、逆にPTC素子5の発熱
を素電池4側に伝導させることができる。従って、負荷
使用時にPTC素子5の抵抗値の増加を抑え、負荷電流
値の低下を防ぐことができる。
【0017】なお、本実施例ではPTC素子5を各素電
池4の端面の上に配置しているが、これに限定されず、
素電池4の側面に配置してもよい。この場合でも、素電
池4の外形に沿って大きな面積のPTC素子を作ること
ができる。従って、電流容量を大きくすることができ
て、電動工具のような大電流用途の安全部品として採用
することができる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、PTC素子は対向する
全ての素電池の端面と重合する大きさに形成されている
から、大面積のPTC素子を得ることができる。従っ
て、それだけ電流容量の大きいPTC素子とすることが
できて、例えば電動工具のような大電流用途の組電池に
も使用することができる。
【0019】また、素電池は互いに隣接して配置され、
PTC素子は対向する全ての素電池の端面に重合するよ
うに配置されているから、各素電池が発熱した場合、P
TC素子がこの熱を受けて素早く反応し、保護動作をよ
り早く行うことができる。一方、ダッシュ電流のよう
な、負荷使用中に一時的に大電流が流れた場合は、電池
の温度は低い状態なので、逆にPTC素子の発熱を電池
側に伝導させることができる。従って、負荷使用時にP
TC素子の抵抗値の増加を抑え、負荷電流値の低下を防
ぐことができる。
【0020】その結果、大電流用途の携帯用電気機器に
対して、異常発熱による事故の心配がなく、安全で便利
に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明組電池を使用した電動工具の平面図
【図2】本発明組電池の分解斜視図
【図3】本発明組電池の組立て斜視図
【図4】本発明組電池の電気回路図
【図5】従来の組電池の電気回路図
【図6】従来の組電池の電気回路図
【符号の説明】
1 電動工具 2 取っ手 3 バッテリパック 4 素電池 5 PTC素子 6 絶縁板 7 サーミスタ 8 電流ヒューズ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも3個以上の素電池と、素電池
    と電気的に直列接続されたPTC素子と、前記素電池と
    PTC素子との間に配置される絶縁板とからなる組電池
    において、前記素電池は互いに隣接して配置されて集合
    電池を構成し、前記絶縁板は前記PTC素子が素電池と
    電気接続される部分に切欠部を有し、該切欠部を除いて
    対向する全ての素電池の端面を覆う形状に形成され、一
    方、前記PTC素子は前記絶縁板を介して、対向する全
    ての素電池の端面と重合する大きさに形成されているこ
    とを特徴とする組電池。
JP7294516A 1995-11-13 1995-11-13 組電池 Pending JPH09139195A (ja)

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JP7294516A JPH09139195A (ja) 1995-11-13 1995-11-13 組電池

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