WO2020175099A1 - 電源装置 - Google Patents

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智之 市座
修 大橋
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三洋電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply device in which a plurality of battery modules each having a fuse are connected in series.
  • a high-output power supply device has a plurality of battery modules connected in series to increase the output voltage.
  • a fuse is provided in the battery module as a protection element in order to prevent adverse effects due to an excessive current such as a short circuit current.
  • it is necessary to use a fuse having a withstand voltage higher than the total voltage of the entire device as a fuse of each battery module. This is because if an excessive current flows due to an external short-circuit and the fuse of any battery module is blown, a high voltage exceeding the threshold voltage will be applied to the blown fuse.
  • a fuse that cuts off a large current consumes the energy stored in the inductance of the load when it is blown, and therefore an extremely high voltage is generated.
  • the energy stored in the inductance increases in proportion to the product of the square of the current and the inductance. Therefore, when a large current is cut off, a large amount of energy is consumed and a high voltage is generated in the blown fuse.
  • the energy stored in the load at the time of fusing increases in proportion to the square of the current, so even if the inductance of the load is small, the induced voltage will increase if a large current is interrupted.
  • the load inductance of the power supply unit adds not only the inductance of the load itself but also the inductance of the line, so even if the load inductance is small, if a large current is interrupted, an induced voltage is generated by the line inductance. To do. If the voltage induced in the blown fuse exceeds the withstand voltage of the fuse, an arc will be generated in the blown fuse, which may cause ignition. A fuse with a high rated voltage is large and the cost of parts is high. ⁇ 2020/175099 2 ⁇ (: 170? 2020 /004772
  • the power supply device that uses a power supply is large and expensive.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 20 1 3 -2 0 6 6 4 2 SUMMARY OF THE INVENTION
  • the high voltage fuse 93 does not It is required to have the property of blowing before the fuse of module 90. This is because if the fuse 9 2 of the battery module 90 is blown before the high-voltage fuse 93, an arc will be generated in the blown low-voltage fuse 92, causing an adverse effect such as ignition. ..
  • the power supply device in FIG. 2 uses the fuse 9 3 of the battery module 9 It is made smaller than 2 so that it blows before the fuse 9 2 of the battery module 90.
  • the high-voltage fuse is always ⁇ 2020/175099 3 boxes (: 170? 2020 /004772
  • the fusing characteristic of the high-voltage fuse must be considerably faster than that of the battery module fuse, in other words, the fusing characteristic of the battery module fuse must be considerably slower than that of the high-voltage fuse.
  • the fuse of the battery module is a protection element of the battery module, and protects the battery module from the external short, and the high-voltage fuse that connects the battery modules in series protects the power supply from the external short.
  • the present invention was developed with the object of solving the above-mentioned problems of the conventional power supply device.
  • One of the objects of the present invention is to reduce the cost of parts and to have an ideal battery module.
  • the purpose is to provide a power supply device that can be protected under normal conditions and ensure high safety.
  • a power supply device is a power supply device in which a plurality of battery modules each including a fuse connected in series with a battery are connected in series, and the plurality of battery modules are equipped with the power supply device.
  • the fuse is a fast-acting fuse.
  • the power supply device of the present invention is characterized in that the battery module can be protected in an ideal state and high safety can be secured while reducing the cost of parts.
  • Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a power supply device according to an embodiment of the present invention. ⁇ 2020/175099 4 boxes (: 170? 2020 /004772
  • Fig. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional power supply device.
  • a power supply device is a power supply device in which a plurality of battery modules each including a fuse connected in series with a battery are connected in series, and a plurality of battery modules are provided.
  • the fuse that operates is a fast-acting fuse.
  • the power supply device described above uses a fast-acting fuse as the fuse of the battery module, when the power supply device externally shuts down and an excessive current flows, the fast-acting fuse of each battery module is blown. ..
  • a fast-acting fuse has a short fusing time and is blown in an extremely short period of time.Therefore, when a large short-circuit current flows from the external power supply unit, an excessive current flows to the fuse of each battery module, causing Joule heat. It generates heat, the temperature rises and it is melted off momentarily.
  • a high voltage is not induced in the fuses, and a plurality of fuses are blown, and the fuses are partially divided and induced. Therefore, it is possible to prevent the harmful effects of sparks from being caused by arcing due to high voltage induced in the blown fuse.
  • the above power supply device does not connect battery modules in series with a high withstand voltage fuse and sparks due to arc discharge of a blown fuse. Since it is possible to prevent the occurrence of electric discharge, it is possible to reduce the cost of parts and prevent the adverse effects of arc discharge without using expensive high-voltage fuses.
  • the fusing current of the module's fuse can be set to a preset current that can be reliably blown by the external battery module's external shutter, while the battery module itself can be safely protected from the external battery while the entire power supply unit is overloaded with an excessive current There is a feature that can be safely protected from.
  • the power supply device of the second invention of the present invention is such that the rated voltage of the fast-acting fuse is set higher than the output voltage of the battery module, and the rated voltage is higher than the normal voltage formed by connecting a plurality of battery modules in series. It is low.
  • the fuses of all the battery modules are fast-acting fuses.
  • the above power supply device can blow the fuses of all battery modules with an excessive current such as an external short, so the voltage applied to each fuse is extremely low when the fuses are blown. There is a feature that can be done.
  • the fuses of two or more battery modules are fast-acting fuses.
  • the fuses of a plurality of battery modules can be simultaneously blown by an excessive current such as an external short, so that it is possible to prevent an excessive voltage from being applied to the single fuse after the blowout.
  • an excessive current such as an external short
  • This power supply device is a device that can prevent arc discharge by the number of blown fuses, and compared to a device that reduces the number of fast-acting fuses and uses all battery module fuses as fast-acting fuses. The feature is that the cost of parts can be further reduced.
  • the power supply device 100 shown in the block diagram of FIG. 1 has a plurality of battery modules 10 connected in series.
  • a plurality of batteries 1 are connected in series, and the fuse 2 of the protection element is connected in series with the battery 1.
  • a plurality of battery modules 10 are connected in series to increase the total voltage.
  • the total voltage of the power supply device 100 is a voltage obtained by adding the output voltages of the respective battery modules 100. Therefore, the power supply unit 100 adjusts the number of the battery modules 10 connected in series so that the output voltage suitable for the application is obtained. For example, by connecting the individual battery modules 10 in series, the total voltage can be 1 ⁇ ! times the voltage of the battery module 10.
  • the output voltage can be specified by the number of batteries 1 connected in series. Therefore, the power supply unit 100 has, for example, 27 lithium-ion secondary batteries with a rated voltage of 3.7 connected in series to set the output voltage of the battery module 10 to about 100, and Eight battery modules 10 can be connected in series to achieve a total voltage of 800 V.
  • the fuse 2 of the battery module 10 is blown out when an excessive short current flows due to an external short or the like. In this state, if only fuse 2 of one of the battery modules 10 is blown and fuse 2 of the other battery module 10 is not blown, the blown fuse 2 will exceed the threshold voltage. A fairly high voltage is induced. The induced voltage generated when the fuse 2 is blown is applied to the power supply unit 100. ⁇ 2020/175099 7 ⁇ (: 170? 2020 /004772
  • the inductance of the connected load increases in proportion to the energy of the current stored.
  • the energy of the current stored in the inductance increases in proportion to the product of the square of the current to be cut off and the inductance. Since the power supply unit 100 with a high output voltage is used for high-output applications, the current when the fuse 2 is cut off is large, and the short-circuit current that flows as an external short is extremely large. Energy will also be considerably greater. From this, in the power supply device 100 in which a large number of battery modules 10 are connected in series, when one fuse 2 is blown, a considerably high voltage is induced in the fuse 2. The high induced voltage causes arcing of the blown fuse 2 and causes sparks.
  • the battery module 10 can be solved by using a fuse having a withstand voltage higher than the induced voltage generated in the fuse blown by the excessive current.
  • a fuse having a withstand voltage higher than the induced voltage generated in the fuse blown by the excessive current in the power supply device 100 in which a plurality of battery modules 10 are connected in series, one fuse 2 is blown and the voltage induced in the fuse 2 is several times as high as the total voltage. Therefore, for example, in a high voltage power supply unit 100 with a total voltage of 800, the induced voltage generated when the fuse is blown may be a high voltage exceeding 100 V. It is necessary to use a high voltage fuse. High-voltage fuses are large and have high component costs, and there is the disadvantage that the size of the equipment increases and the cost increases.
  • the power supply device 100 of Embodiment 1 of the present invention uses the built-in fuses of all the battery modules 10 connected in series as fast-acting fuses 2 X.
  • the fast-acting fuse 2 X has, for example, a melting time of 3 0 01 3 60 or less, preferably 10 times the rated current. ⁇ or less.
  • This fuse 2 has a current that is 10 times the rated current and is blown in only 2/100 seconds to 3/100 seconds or less. Is very narrow and is blown almost instantly.
  • the structure of the fast-acting fuse is a structure that contains an arc extinguishing material and has a narrow portion in the fusible body. Therefore, the quick disconnection provided in each battery module 10 ⁇ 2020/175099 8 ⁇ (: 170? 2020 /004772
  • Type fuse 2 X blows out momentarily.
  • the fuses 2 of all the battery modules 10 are preferably fast-acting fuses 2.
  • the fuses 2 of all the battery modules 100 are blown.
  • the power supply unit 100 in which the fuses 2 of all the battery modules 10 are blown, can receive a horizontal voltage between the top and the bottom of the fuses 2 connected in series. Become.
  • the rated voltage of the fuse 2 of the battery module 10 withstands the output voltage of the battery module 10, for example, in the power supply device 100 that sets the output voltage of the battery module 10 to 10 ⁇ V, A voltage that can withstand the induced voltage generated by fusing the 100 V battery module 10 with the rated voltage of the fast-acting fuse 2 X, for example, the fast-acting fuse 2 X with a rated voltage of 250 it can
  • the power supply device does not necessarily have to be provided with fuses for all battery modules against an external short circuit.
  • the fuse of four battery modules is replaced with a fast-acting fuse with a rated voltage of 250 V.
  • the remaining battery modules may not have fuses.
  • four fast-acting fuses are blown by a short current such as an external shock, and 800 V is applied from the top to the bottom of the four fuses. With a withstand voltage of four 250 V, it is possible to prevent problems such as arc discharge.
  • the present invention can be suitably used in a power supply device in which a plurality of battery modules are connected in series as a power supply device capable of ensuring high safety.

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Abstract

部品コストを低減しながら、電池モジュールを理想的な状態で保護して高い安全性を確保する。　電源装置は、電池（１）と直列に接続してなるヒューズ（２）を備える複数の電池モジュール（１０）を直列に接続している。電源装置は、複数の電池モジュール（１０）が装備するヒューズ（２）を速断型のヒューズ（２Ｘ）としている。

Description

\¥0 2020/175099 1 卩（：17 2020 /004772 明 細 書
発明の名称 ： 電源装置
技術分野
[0001 ] 本発明は、 ヒューズを備える複数の電池モジュールを直列に接続している 電源装置に関する。
背景技術
[0002] 大出力の電源装置は、 複数の電池モジュールを直列に接続して出力電圧を 高く している。 この種の電源装置は、 ショート電流等の過大電流による弊害 を防止するために、 保護素子として電池モジュールにヒューズを設けている 。 複数の電池モジュールを直列に接続して卜ータル電圧を高く している電源 装置は、 各々の電池モジュールのヒューズに、 装置全体の卜ータル電圧より も高い耐圧のヒューズを使用する必要がある。 外部ショート等で過大な電流 が流れて、 何れかの電池モジュールのヒューズが溶断されると、 溶断された ヒューズに、 卜ータル電圧を越える高電圧が印加されるからである。 大電流 を遮断するヒューズは、 溶断された状態で、 負荷のインダクタンスに蓄える エネルギーを消費するために極めて高い電圧が発生する。 インダクタンスに 蓄えられるエネルギーは、 電流の二乗とインダクタンスの積に比例して大き くなるので、 大電流を遮断すると、 大きなエネルギーを消費するために、 溶 断したヒューズに高電圧が発生する。 とくに、 電流の二乗に比例して溶断時 に負荷に蓄えられるエネルギーが大きくなるので、 負荷のインダクタンスが 小さくても、 大電流を遮断すると誘導電圧は高くなる。 電源装置の負荷イン ダクタンスは、 負荷自体のインダクタンスのみでなく、 線路のインダクタン スも加算されるので、 たとえ負荷のインダクタンスが小さくても、 大電流を 遮断すると、 線路のインダクタンスによって誘導電圧が発生する。 溶断され たヒューズに誘導される電圧がヒューズの耐圧を越えると、 溶断したヒュー ズにアークが発生して、 発火する等の弊害がある。 定格電圧の高いヒューズ は大型で部品コストも高く、 各々の電池モジュールに定格電圧の高いヒュー 〇 2020/175099 2 卩（：170? 2020 /004772
ズを使用する電源装置は、 全体が大きく、 高価になる欠点がある。
[0003] この欠点を解消するために、 電池モジュールをヒューズを介して直列に接 続すると共に、 このヒューズに、 高耐圧のヒューズを使用する電源装置が開 発されている。 （特許文献 1参照）
先行技術文献
特許文献
[0004] 特許文献 1 :特開 2 0 1 3 - 2 0 6 6 4 2号公報 発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005] 特許文献 1の電源装置は、 図 2に示すように、 電池モジュール 9 0のヒュ —ズ 9 2には定格電圧の高いヒューズを使用する必要はないが、 電池モジュ —ル 9 0を直列に接続するために高耐圧のヒューズ 9 3を必要とする。 高耐 圧のヒューズ 9 3は電池モジュール 9 0のヒューズ 9 2よりも部品コストが 高いので、 この電源装置は、 部品コストの高いヒューズを余分に使用する必 要があって製造コストが高くなる。
[0006] さらに、 この電源装置は、 電池モジュール 9 0のヒューズ 9 2を溶断する ことなく、 高耐圧のヒューズ 9 3を溶断する必要があるので、 高耐圧のヒュ —ズ 9 3には、 電池モジュール 9 0のヒューズよりも先に溶断する特性が要 求される。 高耐圧のヒューズ 9 3よりも電池モジュール 9 0のヒューズ 9 2 が先に溶断されると、 溶断した低耐圧のヒューズ 9 2にアークが発生し、 発 火する等の弊害が発生するからである。 電池モジュール 9 0を直列に接続す る高耐圧のヒューズ 9 3を先に溶断するために、 図 2の電源装置は、 高耐圧 のヒューズ 9 3が溶断する電流を、 電池モジュール 9 0のヒューズ 9 2より も小さく して、 電池モジュール 9 0のヒューズ 9 2よりも先に溶断するよう にしている。
[0007] 選定する高耐圧のヒューズと電池モジュールのヒューズの溶断特性の差が 小さい電源装置は、 常に高耐圧のヒューズが電池モジュールのヒューズより 〇 2020/175099 3 卩（：170? 2020 /004772
も先に溶断するとは限らないので、 高耐圧のヒューズを確実に電池モジュー ルのヒューズよりも先に溶断させるためには、 高耐圧のヒューズと電池モジ ュールのヒューズとの溶断特性の差を大きくする必要がある。 この電源装置 は、 高耐圧のヒューズの溶断特性を、 電池モジュールのヒューズよりも相当 に早く、 言い換えると、 電池モジュールのヒューズの溶断特性を、 高耐圧の ヒューズよりも相当に遅くする必要がある。 電池モジュールのヒューズは、 電池モジュールの保護素子であって、 電池モジュールを外部シヨートから保 護し、 電池モジュールを直列に接続する高耐圧のヒューズは、 電源装置を外 部シヨートから保護することからすれば、 高耐圧のヒューズの溶断特性を、 電池モジュールのヒューズよりも早くするのが理想である。 しかしながら、 高耐圧のヒューズを先に溶断するために、 電池モジュールのヒューズの溶断 特性を遅いものにした場合、 溶断するタイミングがずれ、 先に溶断したヒュ —ズに高電圧が印加され、 電池モジュールの外部シヨートでヒューズを速や かに溶断することが難しく、 電池モジュールのヒューズを、 高い安全性を確 保する保護素子として利用するのが難しい。
[0008] 本発明は、 以上のような従来の電源装置の問題点を解消することを目的に 開発されたもので、 本発明の目的の一は、 部品コストを低減しながら、 電池 モジュールを理想的な状態で保護して高い安全性を確保できる電源装置を提 供することにある。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明のある態様にかかる電源装置は、 電池と直列に接続してなるヒュー ズを備える複数の電池モジュールを直列に接続している電源装置であって、 複数の電池モジュールが装備するヒューズを速断型のヒューズとしている。 発明の効果
[0010] 本発明の電源装置は、 部品コストを低減しながら、 電池モジュールを理想 的な状態で保護して高い安全性を確保できる特徴がある。
図面の簡単な説明
[001 1 ] [図 1 ]本発明の一実施形態にかかる電源装置の概略構成図である。 〇 2020/175099 4 卩（：170? 2020 /004772
［図 2］従来の電源装置の概略構成図である。
発明を実施するための形態
［0012］ 以下、 図面に基づいて本発明を詳細に説明する。 なお、 以下の説明では、 必要に応じて特定の方向や位置を示す用語 （例えば、 「上」 、 「下」 、 及び それらの用語を含む別の用語） を用いるが、 それらの用語の使用は図面を参 照した発明の理解を容易にするためであって、 それらの用語の意味によって 本発明の技術的範囲が制限されるものではない。 また、 複数の図面に表れる 同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、 本発明の技術思想の具体例を示すものであ って、 本発明を以下に限定するものではない。 また、 以下に記載されている 構成部品の寸法、 材質、 形状、 その相対的配置等は、 特定的な記載がない限 り、 本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、 例示することを意図 したものである。 また、 一の実施の形態、 実施例において説明する内容は、 他の実施の形態、 実施例にも適用可能である。 また、 図面が示す部材の大き さや位置関係等は、 説明を明確にするため、 誇張していることがある。
［0013］ 本発明の第 1の発明の電源装置は、 電池と直列に接続してなるヒューズを 備える複数の電池モジュールが直列に接続されてなる電源装置であって、 複 数の電池モジュールが装備するヒューズを速断型のヒューズとしている。
［0014］ 以上の電源装置は、 電池モジュールのヒューズに速断型のヒューズを使用 するので、 電源装置が外部シヨートして過大電流が流れると、 各々の電池モ ジュールの速断型のヒューズが溶断される。 速断型のヒューズは、 溶断時間 が短く、 極めて短い時間帯で溶断されるので、 電源装置の外部シヨートなど で大きなシヨート電流が流れると、 各々の電池モジュールのヒューズに過大 電流が流れてジュール熱で発熱し、 温度上昇して瞬間的に溶断される。 外部 シヨート等の大電流で複数の電池モジュールのヒューズが溶断される電源装 置は、 電流遮断時に発生する高電圧が、 溶断された複数の電池モジュールの ヒューズに分圧して誘導される。 したがって、 以上の電源装置は、 従来の装 置のように、 ひとつの電池モジュールのヒューズのみが溶断して、 溶断され 〇 2020/175099 5 卩（：170? 2020 /004772
たヒューズに高電圧が誘導されることがなく、 複数のヒューズが溶断されて 、 溶断されたヒューズに分圧して誘導される。 したがって、 溶断されたヒュ —ズに高電圧が誘導されてアーク放電する等して、 火花が発生する弊害を防 止できる。
[0015] さらに、 以上の電源装置は、 従来の特許文献 1 に示される電源装置のよう に、 電池モジュールを高耐圧のヒューズで直列に接続することなく、 溶断さ れたヒューズのアーク放電による火花の発生などを防止できるので、 高価な 高耐圧のヒューズを使用することなく、 すなわち部品コストを低減してアー ク放電による弊害を防止できる特徴がある。
[0016] さらにまた、 以上の電源装置は、 特許文献 1の装置のように、 電池モジュ —ルにヒューズを設けて、 さらに電池モジュールを高耐圧のヒューズで直列 に接続する必要がないので、 電池モジュールのヒューズの溶断電流を、 電池 モジュールの外部シヨートで確実に溶断できる設定電流にでき、 電池モジュ —ル単体を外部シヨートから安全に保護しながら、 電源装置全体を外部シヨ -卜などの過大電流から安全に保護できる特徴がある。
[0017] 本発明の第 2の発明の電源装置は、 速断型のヒューズの定格電圧を、 電池 モジュールの出力電圧よりも高く し、 複数の電池モジュールを直列に接続し てなる卜ータル電圧よりも低く している。
[0018] 本発明の第 3の発明の電源装置は、 全ての電池モジュールのヒューズを、 速断型のヒューズとしている。
[0019] 以上の電源装置は、 外部シヨートなどの過大電流で、 全ての電池モジュー ルのヒューズを溶断できるので、 ヒューズが溶断された状態で、 各々のヒュ —ズに印加される電圧を極めて低くできる特徴がある。
[0020] 本発明の第 4の発明の電源装置は、 2組以上の電池モジュールのヒューズ を、 速断型のヒューズとしている。
[0021 ] 以上の電源装置は、 外部シヨートなどの過大電流で、 複数の電池モジュー ルのヒューズを同時に溶断できるので、 溶断後に単ーヒューズに過大電圧が 印加されることを防ぐことができる。 例えば、 3組の電池モジュールのヒュ 〇 2020/175099 6 卩（：170? 2020 /004772
—ズを速断型のヒューズとすることで、 同時に溶断された一番上のヒューズ から一番下のヒューズの端に卜ータル電圧が印加される、 直列に接続された 3組分のヒューズの耐圧は 3組分の和の耐圧能力を有しており、 アーク放電 などによる弊害を防止できる。 この電源装置は、 溶断された個数のヒューズ でアーク放電を防止できる装置において、 速断型のヒューズの個数を少なく して、 全ての電池モジュールのヒューズを速断型のヒューズとする装置に比 較して、 部品コストをより低減できる特徴がある。
[0022] （実施の形態 1）
図 1のブロック図に示す電源装置 1 0 0は、 複数の電池モジュール 1 0を 直列に接続している。 電池モジュール 1 0は、 複数の電池 1 を直列に接続し て、 保護素子のヒューズ 2を電池 1 と直列に接続している。 この電源装置 1 0 0は、 複数の電池モジュール 1 〇を直列に接続して、 卜ータル電圧を高く している。 電源装置 1 0 0の卜ータル電圧は、 各々の電池モジュール 1 0の 出力電圧を加算した電圧となる。 したがって、 電源装置 1 0 0は、 用途に適 した出力電圧とするように、 直列に接続する電池モジュール 1 〇の個数を調 整する。 たとえば、 個の電池モジュール 1 0を直列に接続して、 卜ータル 電圧を電池モジュール 1 0の電圧の 1·!倍にできる。
[0023] 電池モジュール 1 0も、 直列に接続する電池 1の個数で出力電圧が特定で きる。 したがって、 電源装置 1 0 0は、 たとえば、 定格電圧を 3 . 7 とす るリチウムイオンニ次電池を 2 7個、 直列に接続して、 電池モジュール 1 0 の出力電圧を約 1 〇〇 とし、 この電池モジュール 1 0を 8個、 直列に接続 して卜ータル電圧を 8 0 0 Vにできる。
[0024] 複数の電池モジュール 1 0を直列に接続している電源装置 1 0 0は、 外部 シヨート等で過大なシヨート電流が流れると、 電池モジュール 1 0のヒュー ズ 2が溶断する。 この状態で、 何れかひとつの電池モジュール 1 0のヒュー ズ 2のみが溶断されて、 他の電池モジュール 1 0のヒューズ 2が溶断されな いと、 溶断されたヒューズ 2には、 卜ータル電圧を越える相当に高い電圧が 誘導される。 ヒューズ 2が溶断して発生する誘導電圧は、 電源装置 1 0 0に 〇 2020/175099 7 卩（：170? 2020 /004772
接続している負荷のインダクタンスが蓄える電流のエネルギーに比例して高 くなる。 インダクタンスが蓄える電流のエネルギーは、 遮断される電流の二 乗とインダクタンスの積に比例して大きくなる。 出力電圧の高い電源装置 1 0 0は、 大出力な用途に使用されることから、 ヒューズ 2が遮断されるとき の電流も大きく、 とくに外部シヨートして流れるシヨート電流は極めて大き いので、 インダクタンスのエネルギーも相当に大きくなる。 このことから、 多数の電池モジュール 1 〇を直列に接続している電源装置 1 0 0は、 ひとつ のヒューズ 2が溶断されるときに、 ヒューズ 2に相当に高電圧が誘導される 。 高い誘導電圧は、 溶断されたヒューズ 2をアーク放電させて火花などが発 生する原因となる。
[0025] 電池モジュール 1 0は、 過大電流で溶断したヒューズに発生する誘導電圧 よりも高耐圧のヒューズを使用して解消できる。 しかしながら、 複数の電池 モジュール 1 0を直列に接続している電源装置 1 0 0は、 ひとつのヒューズ 2が溶断してヒューズ 2に誘導される電圧は、 卜ータル電圧の数倍と極めて 高くなることがあるので、 たとえば卜ータル電圧を 8 0〇 とする高電圧の 電源装置 1 〇〇においては、 ヒューズ溶断時に発生する誘導電圧が 1 0 0 0 Vを越える高電圧となることがあるので、 極めて高耐圧のヒューズを使用す る必要がある。 高耐圧のヒューズは大型で部品コストも高く、 装置が大きく なってコストアップする欠点がある。
[0026] 本発明の実施形態 1の電源装置 1 0 0は、 以上の弊害を防止するために、 直列に接続している全ての電池モジュール 1 0の内蔵ヒューズを速断型のヒ ューズ 2 Xとしている。 速断型のヒューズ 2 Xには、 たとえば、 定格電流の 1 〇倍の電流が流れる状態における溶断時間を 3 0 01 3 6〇以下、 好ましく
Figure imgf000009_0001
〇以下とする。 このヒューズ 2は、 定格電流の 1 0倍の電流が 流れて、 わずか 2 / 1 0 0秒〜 3 / 1 0 0秒以下で溶断されるので、 過大な シヨート電流が流れて溶断される時間幅が極めて狭く、 ほとんど瞬時に溶断 される。 また、 速断型のヒューズの構造は、 消弧材入りで可溶体に狭小部が ある構造である。 したがって、 各々の電池モジュール 1 0に設けている速断 〇 2020/175099 8 卩（：170? 2020 /004772
型のヒューズ 2 Xが瞬間的に溶断される。 電源装置 1 0 0は、 好ましくは、 全ての電池モジュール 1 〇のヒューズ 2を速断型のヒューズ 2乂とする。 こ の電源装置 1 〇〇は、 外部シヨートなどで大きなシヨート電流が流れると、 全ての電池モジュール 1 〇のヒューズ 2が溶断される。 全ての電池モジュー ル 1 0のヒューズ 2が溶断される電源装置 1 0 0は、 直列に接続されたヒュ —ズ 2の一番上から一番下の間で卜ータル電圧を受けることが可能となる。 したがって、 電池モジュール 1 0のヒューズ 2の定格電圧は、 電池モジュー ル 1 〇の出力電圧に耐える、 たとえば電池モジュール 1 0の出力電圧を 1 0 ◦ Vとする電源装置 1 0 0にあっては、 速断型のヒューズ 2 Xの定格電圧を 、 1 0 0 Vの電池モジュール 1 0を溶断して発生する誘導電圧に耐える電圧 、 たとえば、 定格電圧を 2 5〇 とする速断型のヒューズ 2 Xが使用できる
[0027] 電源装置は、 外部短絡に対して必ずしも全ての電池モジュールにヒューズ を備える必要はない。 たとえば、 1 0 0 Vの出力電圧の電池モジュール 1 0 を 8個、 直列に接続する電源装置にあっては、 4個の電池モジュールのヒュ —ズを定格電圧 2 5 0 Vの速断型のヒューズとして、 残りの電池モジュール にはヒューズを備えないとすることができる。 この電源装置は、 外部シヨー 卜等のシヨート電流で、 4個の速断型のヒューズが溶断されて、 4個のヒュ —ズの一番上から一番下に 8 0 0 Vが印加されるが、 2 5 0 V耐圧 4個分の 耐圧能力により、 アーク放電などによる弊害を防止できる。
産業上の利用可能性
[0028] 本発明は、 複数の電池モジュールを直列に接続してなる電源装置において 、 高い安全性を確保できる電源装置として好適に使用できる。
符号の説明
[0029] 1 0 0 電源装置
1 電池
2 ヒューズ
2乂 速断型のヒューズ \¥0 2020/175099 9 卩（：17 2020 /004772
1 〇 電池モジュール
9〇 電池モジュ _ル
9 2 ヒューズ
9 3 高耐圧のヒューズ

Claims

\¥0 2020/175099 10 卩（：17 2020 /004772 請求の範囲
[請求項 1 ] 電池と直列に接続してなるヒューズを備える複数の電池モジュール が直列に接続されてなる電源装置であって、
複数の前記電池モジュールが装備する前記ヒューズが速断型のヒュ —ズであることを特徴とする電源装置。
[請求項 2] 請求項 1 に記載する電源装置であって、
前記速断型のヒューズの定格電圧が、
前記電池モジュ _ルの出力電圧よりも高く、 複数の前記電池モジュールを直列に接続してなる卜ータル電圧よ りも低いことを特徴とする電源装置。
[請求項 3] 請求項 1 または 2に記載する電源装置であって、
全ての前記電池モジュールのヒューズが、
速断型のヒューズであることを特徴とする電源装置。
[請求項 4] 請求項 1 または 2に記載する電源装置であって、
2組以上の前記電池モジュールのヒューズが、
速断型のヒューズであることを特徴とする電源装置。
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