Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die
Verbesserung eines Batterieblocks, in den eine PTC-Einrichtung
eingebaut ist. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf einen Batterieblock sowie eine in einen
solchen Batterieblock eingebaute PTC-Einrichtung, wobei eine
Vielzahl von Einheitszellen, die parallel nebeneinander
angeordnet sind, mit der PTC-Einrichtung in Reihe
geschaltet sind.
Stand der Technik
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PTC-Einrichtungen sind in Batterieblöcke als
Schutzvorrichtungen eingebaut. Die mit den Einheitszellen in Reihe
geschaltete PTC-Einrichtung schützt die Zellen, wenn ein
Überstrom durch die Zellen fließt oder eine Temperatur der
Zellen ansteigt, indem sie ihren elektrischen Widerstand
rasch erhöht, so daß der Zellenstrom abgeschaltet oder
praktisch auf einen Wert von Null reduziert wird.
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Ein Batterieblock, der eine mit Einheitszellen in Reihe
geschaltete PTC-Einrichtung aufweist, ist zum Beispiel in
der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Tokkai Hei) Nr.
9-63553 beschrieben. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist bei
dem in dieser Veröffentlichung beschriebenen Batterieblock
die PTC-Einrichtung P zwischen zwei Einheitszellen 1
angeordnet, die linear positioniert sind. Die PTC-Einrichtung
P weist eine obere Oberfläche, die mit einer Endelektrode
1A von einer Einheitszelle 1 verbunden ist, sowie eine
untere Oberfläche auf, die mit einer Endelektrode 1A der
weiteren Einheitszelle verbunden ist.
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Diese Konstruktion ist geeignet zum Einbauen der
PTC-Einrichtung in den Batterieblock, in dem die Einheitszellen
linear angeordnet sind. Eine solche PTC-Einrichtung kann
jedoch nicht Zellen in einem gewünschten Zustand in einem
Batterieblock verbinden, in dem die Zellen parallel
nebeneinander angeordnet sind.
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Ein Batterieblock, in den eine PTC-Einrichtung eingebaut
ist und der parallel angeordnete Einheitszellen aufweist,
ist in den japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichungen
(Jikkai Hei) Nr. 2-69440 und 6-38157 beschrieben. Fig. 2
zeigt eine auseinandergezogene Perspektivansicht des in
der erstgenannten Veröffentlichung beschriebenen
Batterieblocks.
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Fig. 3 und 4 zeigen die in den Batterieblock eingebaute
PTC-Einrichtung sowie den Batterieblock mit der in diesen
eingebauten PTC-Einrichtung, wie diese in der
letztgenannten Veröffentlichung beschrieben sind.
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In dem in Fig. 2 gezeigten Batterieblock ist eine
PTC-Einrichtung P eingebaut, die eine erste Elektrode 3 und eine
zweite Elektrode 4 aufweist, die mit einer unteren
Oberfläche bzw. einer oberen Oberfläche einer rechteckigen
PTC-Schicht 2 verbunden sind.
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Die erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4 ragen von
den beiden Seiten der PTC-Schicht 2 vor und sind mit den
Endelektroden 1A der Einheitszellen 1 verbunden. Bei
dieser Konstruktion weist der Batterieblock die PTC-Schicht 2
zwischen den benachbarten Elektroden 1A der parallel
zueinander angeordneten Zellen 1 auf.
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Die in Fig. 3 gezeigte PTC-Einrichtung P weist eine PTC-
Schicht 2 auf, die scheibenförmig ist und eine äußere
Größe aufweist, die im allgemeinen mit dem Durchmesser der
Einheitszelle identisch ist und derart ausgebildet ist,
daß sich die konvexe Elektrode der Zelle in diese
einsetzen läßt. Die PTC-Schicht 2 mit dieser Formgebung kann um
die konvexe Elektrode herum angeordnet werden.
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Eine plattenförmige erste Elektrode 3 ist mit der unteren
Oberfläche der PTC-Schicht 2 verbunden. Zum Einführen der
konvexen Elektrode weist die erste Elektrode 3 einen
konvex ausgebildeten zentralen Bereich auf, der in die
zentrale Öffnung 2A der PTC-Schicht 2 eingesetzt wird.
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Eine zweite Elektrode 4 mit einem halbkreisförmigen
Bereich längs der PTC-Schicht 2 sowie mit einem vorstehenden
Leiter ist mit der oberen Oberfläche der PTC-Schicht 2
verbunden. Die erste Elektrode 3 ist mit der konvexen
Elektrode verbunden, und die zweite Elektrode 4 ist mit
der Endelektrode 1A der benachbarten Einheitszelle 1
verbunden, wie dies in Fig. 4 zu sehen ist.
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Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten PTC-Einrichtungen sind
praktisch für den Einbau in Batterieblöcke, die eine
Vielzahl von parallel angeordneten Einheitszellen 1 aufweisen.
Insbesondere zeichnet sich die in Fig. 3 gezeigte
PTC-Einrichtung dadurch aus, daß sie um die konvexe Elektrode
herum angeordnet werden kann, so daß sie kaum von der
Einheitszelle vorsteht.
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Die in diesen Veröffentlichungen beschriebenen
Batterieblöcke sind jedoch durch die Fläche der PTC-Schicht
begrenzt, so daß es schwierig ist, diese größer auszubilden.
Bei der in Fig. 2 gezeigten PTC-Einrichtung P können die
erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4 nicht mit den
Endelektroden 1A der Einheitszellen 1 verbunden werden,
wenn die PTC-Schicht 2 größer ausgebildet wird. Diese PTC-
Einrichtung P kann nicht breiter ausgebildet werden als
der Abstand zwischen den Endelektroden 1A der einander
benachbarten Einheitszellen 1.
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Auch bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten PTC-Einrichtung
P kann die äußere Größe der PTC-Schicht 2 nicht größer als
die Dicke der Einheitszelle 1 ausgebildet werden. Wird sie
größer ausgebildet, würde sie von der Zelle 1 vorstehen,
so daß sich die Größe des Batterieblocks lokal erhöht.
Außerdem weist die PTC-Schicht 2 in dieser Form die
zentrale Öffnung 2B auf, so daß sich die substantielle Fläche
der PTC-Schicht 2, die verwendet werden kann, vermindert.
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Da die PTC-Einrichtung verwendet wird, während sie
hinsichtlich der Einheitszellen in Reihe geschaltet ist, ist
es wichtig, daß der innere Widerstand der PTC-Einrichtung
unter normalen Bedingungen niedrig ist. Der Grund hierfür
besteht darin, daß die PTC-Einrichtung Strom proportional
zu dem Produkt aus dem inneren Widerstand der PTC-Schicht
und dem Laststrom im Quadrat verbraucht.
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Ferner steigt bei Batterieblöcken, die für Anwendungen mit
hohem Strom verwendet werden, der durch die
PTC-Einrichtung fließende Strom ebenfalls an. Die PTC-Einrichtung
läßt sich dadurch zum Standhalten der hohen Ströme
ausbilden, daß man die Fläche der PTC-Schicht erhöht.
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Zum Reduzieren des inneren Widerstands und Erhöhen des
hohen Stroms ist es wichtig, die Fläche der PTC-Schicht in
der PTC-Einrichtung größer zu machen. Bei Batterieblöcken
bestand jedoch bisher ein Nachteil darin, daß sich dies
nur schwer erzielen ließ.
Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist zum Zweck der Überwindung
dieses Nachteils entwickelt worden. Eine wichtige Aufgabe
der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines
Batterieblocks und einer in einem solchen Batterieblock
eingebauten PTC-Einrichtung, die sich unter hohen Strombelastungen
sicher verwenden lassen, indem die Fläche der
PTC-Schicht vergrößert wird und der innere Widerstand der
PTC-Schicht vermindert wird.
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Der Batterieblock gemäß Anspruch 1 der vorliegenden
Erfindung weist eine Vielzahl von Einheitszellen 1, die
parallel nebeneinander angeordnet sind, und eine
PTC-Einrichtung P zum Schützen der Zellen 1 vor Überströmen auf. Die
PTC-Einrichtung P weist eine erste Elektrode 3 und eine
zweite Elektrode 4 auf, die an beiden Oberflächen der PTC-
Schicht 2 angebracht sind.
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Die PTC-Einrichtung P ist mit den Einheitszellen 1 dadurch
in Reihe geschaltet, daß die erste Elektrode 3 und die
zweite Elektrode 4 mit den Endelektroden 1A der beiden
Einheitszellen 1 verbunden sind, deren Endelektroden 1A
auf derselben flachen Ebene oder einer nahezu flachen
Ebene positioniert sind. Hierbei soll der Begriff "nahezu"
die Bedeutung "im wesentlichen in derselben Ebene" mit
umfassen.
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Die äußere Gestalt der PTC-Schicht 2 ist derart
ausgebildet, daß sie nahezu die gesamten Endoberflächen der beiden
Zellen 1 bedeckt, mit denen die erste Elektrode 3 und die
zweite Elektrode 4 verbunden sind. Außerdem weist die PTC-
Schicht 2 Durchgangslöcher 2B auf, die entsprechend den
Positionen der Endelektroden 1A der Zellen 1 angeordnet
sind.
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Die erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4, die an
den beiden Oberflächen der PTC-Schicht 2 angebracht sind,
sind zu einer äußeren Gestalt geformt, die nahezu gleich
der äußeren Gestalt der PTC-Schicht 2 ist, und die erste
Elektrode 3 sowie die zweite Elektrode 4 sind mit den
Endelektroden 1A der Einheitszellen 1 an Stellen verbunden,
die entsprechend den Durchgangslöchern 2B der PTC-Schicht
2 angeordnet sind.
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Die PTC-Einrichtung gemäß Anspruch 5 der vorliegenden
Erfindung schützt die Einheitszellen 1 dadurch vor
Überströmen, daß die erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4,
die mit beiden Oberflächen der PTC-Schicht 2 verbunden
sind, mit den Endelektroden 1A einer Vielzahl von Zellen 1
verbunden sind, die parallel nebeneinander angeordnet
sind.
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Die äußere Gestalt der PTC-Schicht 2 ist derart
ausgebildet, daß sie nahezu die Gesamtheit der Endoberflächen der
zwei Einheitszellen 1 bedeckt, mit denen die erste
Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4 verbunden sind.
Außerdem weist die PTC-Schicht die Durchgangslöcher 2B auf, die
an den Endelektroden 1A der Zellen 1 positioniert sind.
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Die erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4, die mit
den beiden Oberflächen der PTC-Schicht 2 verbunden sind,
sind nahezu zu der gleichen äußeren Gestalt geformt wie
die äußere Gestalt der PTC-Schicht 2, und ferner sind die
erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4 mit den
Endelektroden 1A der Einheitszellen 1 an Stellen verbunden,
an denen die Durchgangslöcher 2B der PTC-Schicht 2
angeordnet sind.
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Bei dem Batterieblock gemäß Anspruch 2 und der
PTC-Einrichtung gemäß Anspruch 6 der vorliegenden Erfindung hat
die zweite Elektrode 4, die mit der oberen Oberfläche der
PTC-Schicht 2 verbunden ist, einen konvexen Bereich 4A,
der in das Durchgangsloch 2B eingesetzt ist.
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Die zweite Elektrode 4 ist an dem konvexen Bereich 4A mit
der Endelektrode 1A der Einheitszelle 1 verbunden. Es ist
darauf hinzuweisen, daß die Richtungen "oben" und "unten"
in der vorliegenden Beschreibung auf der Basis der
Zeichnungen festgelegt sind.
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Bei dem Batterieblock gemäß Anspruch 3 und der
PTC-Einrichtung gemäß Anspruch 7 der vorliegenden Erfindung hat
die erste Elektrode 3, die mit der unteren Oberfläche der
PTC-Schicht 2 verbunden ist, einen konvexen Bereich 3A,
der von der unteren Oberfläche an der Stelle vorsteht, an
der das Durchgangsloch 2B der PTC-Schicht 2 angeordnet
ist. Der konvexe Bereich 3A ist mit der Endelektrode 1A
der Einheitszelle 1 verbunden.
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Der Batterieblock gemäß Anspruch 4 der vorliegenden
Erfindung weist zylindrische Zellen als Einheitszellen 1 auf,
und die äußere Gestalt der PTC-Schicht 2, der ersten
Elektrode 3 und der zweiten Elektrode 4 ist viereckig, wobei
die Ecken abgeschrägt sind, damit sie mit den
zylindrischen Zellen zusammenpassen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine Schnittansicht eines Batterieblocks des
Standes der Technik;
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Fig. 2 eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines
weiteren Batterieblocks des Standes der Technik;
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Fig. 3 eine Perspektivansicht einer PTC-Einrichtung, die
in einen weiteren Batterieblock des Standes der
Technik eingebaut ist;
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Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Batterieblock, in den
die in Fig. 3 gezeigte PTC-Einrichtung eingebaut
ist;
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Fig. 5 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
eines Batterieblocks gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 6 eine Draufsicht auf den in Fig. 5 gezeigten
Batterieblock;
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Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht
einer PTC-Einrichtung, die in den in Fig. 5
gezeigten Batterieblock eingebaut ist;
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Fig. 8 eine Schnittansicht einer PTC-Einrichtung, die in
den in Fig. 5 gezeigten Batterieblock eingebaut
ist; und
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Fig. 9 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht
eines weiteren Beispiels der vorliegenden
Erfindung.
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In den Zeichnungen bezeichnen die Bezugszeichen folgende
Elemente:
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1....Einheitszelle,
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1A...Endelektrode,
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1a...ebene Elektrode,
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1b...konvexe Elektrode,
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2....PTC-Schicht,
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2A...zentrales Loch,
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2B...Durchgangsloch,
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3....erste Elektrode,
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3A...konvexer Bereich,
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3B...Durchgangsloch,
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4....zweite Elektrode,
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4A...konvexer Bereich,
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4B...Durchgangsloch,
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5....Gehäuse,
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5A... Elektrodenfenster,
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P....PTC-Einrichtung.
Ausführungsbeispiele zur Ausführung der Erfindung
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele eines
Batterieblocks und einer in den Batterieblock eingebauten PTC-
Einrichtung sind als Beispiele für das technische Konzept
der vorliegenden Erfindung zu verstehen, und die
vorliegende Erfindung ist nicht speziell auf die nachfolgend
beschriebenen Batterieblöcke und PTC-Einrichtungen
beschränkt.
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Zum Erleichtern des Verständnisses der Ansprüche sind
ferner in den "Ansprüchen" und der "Offenbarung der
Erfindung" die Bezugszeichen entsprechend den in den
Ausführungsbeispielen dargestellten Elementen verwendet. Dies
schränkt jedoch die in den Ansprüchen angegebenen Elemente
in keiner Weise auf die in den Ausführungsbeispielen
genannten Elemente ein.
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Der in Fig. 5 und Fig. 6 gezeigte Batterieblock weist
eingebaut in ein Gehäuse 5 zwei Einheitszellen 1 und eine
PTC-Einrichtung P zum Schützen der Zellen 1 vor Überstrom
auf. Die Zellen 1 sind wiederaufladbare Zellen
(Sekundärzellen), wie zum Beispiel eine Nickel-Kadmium-Zelle, eine
Zickel-Metallhydrid-Zelle oder eine Lithiumionen-Zelle.
Ein Merkmal der Nickel-Kadmium-Zellen oder der Nickel-
Metallhydrid-Zellen besteht in ihrer hohen Stromaufladung
und -entladung.
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Die in den Batterieblock eingebaute PTC-Einrichtung P
besitzt die Eigenschaft, daß sie ihren elektrischen
Widerstand rasch erhöht, wenn ein Überstrom durch die Zellen 1
fließt oder wenn die Temperatur der Zellen 1 ansteigt, um
dadurch den Stromfluß durch die Zellen 1 abzusperren oder
drastisch zu vermindern.
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Bei dem Gehäuse 5 handelt es sich um ein
Kunststoff-Formteil oder ein wärmeschrumpfbares Schlauchmaterial, wobei
das Gehäuse 5 die Einheitszellen 1 und die PTC-Einrichtung
P bedeckt. Das dargestellte Gehäuse 5 weist
Elektrodenfenster 5A zum Freilegen der Endelektroden 1A der Zellen 1
auf.
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Bei dem Batterieblock gemäß der vorliegenden Erfindung ist
es auch möglich, eine derartige Konstruktion zu haben, bei
der anstatt einer Freilegung der Endelektroden von
Elektrodenfenstern in dem Gehäuse mit den Endelektroden
verbundene Leitungsdrähte mit externen Elektroden verbunden
sind, die an dem Gehäuse angebracht sind.
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Die beiden Einheitszellen 1 sind parallel nebeneinander
angeordnet. Der in den Zeichnungen dargestellte
Batterieblock weist zwei Zellen 1 auf, die parallel zueinander
angeordnet sind, jedoch kann der Batterieblock gemäß der
vorliegenden Erfindung auch drei oder mehr Einheitszellen
aufweisen. Die beiden Zellen 1 sind derart angeordnet, daß
ihre Endelektroden 1A auf derselben oder nahezu derselben
Ebene positioniert sind.
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Wie in der auseinandergezogenen perspektivischen Ansicht
in Fig. 7 gezeigt ist, weist die PTC-Einrichtung P die
erste Elektrodenschicht 3 auf der unteren Oberfläche und die
zweite Elektrodenschicht 4 auf der oberen Oberfläche der
PTC-Schicht 2 auf. Die erste Elektrode 3 und die zweite
Elektrode 4 sind mit der oberen und der unteren Oberfläche
der PTC-Schicht 2 derart verbunden, daß sie elektrisch
miteinander verbunden sind.
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Wie in der Schnittansicht der Fig. 8 zu sehen ist, sind
die erste Elektrode 3, die PTC-Schicht 2 und die zweite
Elektrode 4 in einem laminierten Zustand der drei
Schichten innig miteinander verbunden.
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Wie in der Draufsicht der Fig. 6 und der
auseinandergezogenen perspektivischen Ansicht der Fig. 7 zu sehen ist,
weist die PTC-Schicht 2 eine äußere Gestalt auf, die
viereckig ist, wobei die Ecken abgeschrägt sind, damit sie mit
den zylindrischen Zellen zusammenpassen, so daß die
gesamten
Endoberflächen der beiden einander benachbarten
Zelleneinheiten 1 bedeckt sind.
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Die äußere Gestalt der PTC-Schicht 2 ist in den
Zeichnungen geringfügig kleiner als die äußere Gestalt der
zylindrischen Zellen, bei denen es sich um die Zellen 1
handelt. Es ist zwar in den Zeichnungen nicht dargestellt,
jedoch kann die äußere Gestalt der PTC-Schicht auch
geringfügig größer sein als die äußere Gestalt der
zylindrischen Zellen.
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Wenn jedoch die PTC-Schicht beträchtlich von den Zellen
vorsteht, ließe sie sich nur schwierig in dem Gehäuse
plazieren. Aus diesem Grund ist die Größe der PTC-Schicht
derart, daß sie von der äußeren Gestalt der Zellen kaum
vorsteht.
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Der Batterieblock in den Zeichnungen weist zylindrische
Zellen auf, jedoch gibt es auch Batterieblöcke, die
rechteckige Zellen anstatt von zylindrischen Zellen aufweisen.
Wie in Fig. 9 zu sehen ist, weist bei einem Batterieblock
mit rechteckigen Zellen die PTC-Einrichtung P eine
rechteckige Gestalt entsprechend der äußeren Gestalt der
rechteckigen Zellen auf, um die Endoberflächen der
Einheitszellen 1 zu bedecken.
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Die PTC-Schicht 2 weist Durchgangslöcher 2B auf, die mit
den Endelektroden 1A der Einheitszellen 1 ausgefluchtet
sind. Die Durchgangslöcher 2B dienen zum Verbinden der
ersten Elektrode 3 und der zweiten Elektrode 4 mit den
Endelektroden 1A der Zellen und sind ausreichend groß
ausgebildet, um die erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode
4 mit den Endelektroden 1A elektrisch zu verbinden.
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In den Zeichnungen ist die Größe des Durchgangslochs 2B in
der PTC-Schicht 2 entsprechend der Größe der äußeren
Gestalt
der konvexen Elektrode 1b der Zelle 1 ausgebildet.
Das Durchgangsloch braucht jedoch nicht die gleiche Größe
wie die konvexe Elektrode aufzuweisen, sondern es kann
auch größer oder kleiner als die konvexe Elektrode sein.
Wenn die Durchgangslöcher kleiner ausgebildet sind, läßt
sich die Fläche der PTC-Schicht größer ausbilden.
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Das kleinere Durchgangsloch würde es jedoch schwierig
machen, die erste und die zweite Elektrode über große
Flächen mit den Endelektroden zu verbinden. Wenn das
Durchgangsloch umgekehrt größer gemacht wird, würde die Fläche
der PTC-Schicht kleiner werden, jedoch könnten die erste
und die zweite Elektrode über größere Flächen mit den
Endelektroden verbunden werden.
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Die erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4 sind mit
den Endelektroden 1A der Zellen 1 durch Punktschweißen
verbunden. Aus diesem Grund sind die Durchgangslöcher 2B
derart dimensioniert, daß die Schweißelektrode in die
Löcher eingeführt werden kann, um die erste Elektrode 3 und
die zweite Elektrode 4 mit den Endelektroden 1A zu
verbinden.
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Um das Einführen der Schweißelektrode zu ermöglichen,
weisen die erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4, die
an den beiden Oberflächen der PTC-Schicht 2 angebracht
sind, Durchgangslöcher 3B bzw. 4B in Positionen auf, die
den Durchgangslöchern 2B in der PTC-Schicht 2 entsprechen.
Diese Durchgangslöcher 3B und 4B besitzen Größen, die mit
denen der Durchgangslöcher 2B in der PTC-Schicht 2 nahezu
identisch sind.
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Die erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4 in Fig. 7
sind aus dünnen Metall-Flächenkörpern gebildet, die in die
gleiche äußere Gestalt wie die PTC-Schicht 2 geschnitten
sind. Die erste Elektrode 3 steht von der unteren Oberfläche
der PTC-Schicht 2 dort vor, wo das Durchgangsloch 2B
positioniert ist, um einen konvexen Bereich 3A zu bilden,
und dieser konvexe Bereich 3A ist mit der Endelektrode 1A
an der Zelle 1 verbunden. Der konvexe Bereich 3A weist
eine geringfügig kleinere äußere Gestalt als das
Durchgangsloch 2B auf.
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Die zweite Elektrode 4 ist mit einem konvexen Bereich 4A
ausgebildet, der in das Durchgangsloch 2B der PTC-Schicht
2 eingesetzt ist. Da dieser konvexe Bereich 4A die PTC-
Schicht 2 durchsetzt und von der unteren Oberfläche
derselben vorsteht, ist die Höhe des konvexen Bereichs größer
als die des konvexen Bereichs der ersten Elektrode 3. Wie
in Fig. 5 gezeigt ist, weisen die erste Elektrode 3 und
die zweite Elektrode 4 Bodenebenen der konvexen Bereiche
3A und 4A auf, die exakt auf derselben Ebene liegen.
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Bei dieser Konfiguration sind die ebene Elektrode 1a und
die konvexe Elektrode 1b der beiden Einheitszellen 1 exakt
auf derselben Ebene angeordnet und können mit der ersten
Elektrode 3 und der zweiten Elektrode 4 verbunden werden.
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Bei dem Batterieblock gemäß der vorliegenden Erfindung
müssen jedoch die konvexen Bereiche der ersten Elektrode
und der zweiten Elektrode nicht unbedingt exakt auf
derselben Ebene angeordnet werden. Zum Beispiel kann die
erste Elektrode flach sein, oder derart geformt sein, daß
sie in Fig. 8 in Richtung nach oben ragt, so daß der
vorstehende Bereich in das Durchgangsloch der PTC-Schicht
eingesetzt werden kann.
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Die Größe des konvexen Bereichs, der in das Durchgangsloch
in der PTC-Schicht eingesetzt ist, ist derart, daß sich
die konvexe Elektrode der Einheitszelle in diese einsetzen
läßt und eine elektrische Verbindung mit der darin
eingesetzten konvexen Elektrode hergestellt wird.
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Wie in den vorstehend beschriebenen Zeichnungen zu sehen
ist, ermöglicht die Ausbildung der ersten Elektrode 3 und
der zweiten Elektrode 4 mit der gleichen äußeren Gestalt
wie die der PTC-Schicht 2 eine größere Kontaktfläche
derselben mit der PTC-Schicht 2. Die erste Elektrode 3 und
die zweite Elektrode 4 müssen nicht unbedingt die gleiche
äußere Gestalt wie die PTC-Schicht 2 aufweisen. Es ist
zwar in den Zeichnungen nicht dargestellt, jedoch kann die
äußere Gestalt der ersten Elektrode und der zweiten
Elektrode zum Beispiel auch geringfügig kleiner oder
geringfügig größer als die der PTC-Schicht sein.
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Der Batterieblock mit der vorstehend beschriebenen
Konstruktion wird folgendermaßen zusammengebaut:
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(1) Die PTC-Einrichtung P wird vorab derart montiert,
daß die erste Elektrode 3 und die zweite Elektrode 4 an
der unteren Oberfläche bzw. der oberen Oberfläche der PTC-
Schicht 2 angebracht sind.
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(2) Die PTC-Einrichtung P mit der damit verbundenen
ersten Elektrode 3 und zweiten Elektrode 4 wird auf den
Einheitszellen 1 plaziert, die parallel nebeneinander
angeordnet sind. Die PTC-Einrichtung P wird auf den beiden
Zellen derart plaziert, daß ihr Umfang mit dem Umfang der
beiden Zellen 1 ausgefluchtet ist.
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(3) Eine Schweißelektrode wird in die Durchgangslöcher
2B der PTC-Schicht 2 eingeführt, und die konvexen Bereiche
3A und 4A der ersten Elektrode 3 bzw. der zweiten
Elektrode 4 werden durch Punktschweißen mit den Endelektroden
1A der Zellen 1 verbunden.
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(4) Die mit der PTC-Schicht 2 verbundenen Zellen 1
werden mit dem Gehäuse 5 bedeckt, um dadurch den
Batterieblock zu bilden.
Industrielle Anwendbarkeit der Erfindung
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Der Batterieblock sowie die in einen derartigen
Batterieblock eingebaute PTC-Einrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeichnen sich dadurch aus, daß die
PTC-Einrichtung eine Konstruktion aufweist, die die Verbindung der
ersten und der zweiten Elektrode der PTC-Einrichtung mit
den Endelektroden der Einheitszellen erleichtert, sowie
dadurch, daß die Fläche der PTC-Schicht mit den an beiden
Oberflächen derselben angebrachten Elektroden größer
ausgebildet werden kann, ohne daß die PTC-Einrichtung
wesentlich von den Zellen vorsteht.
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Dies ist dadurch bedingt, daß der Batterieblock und die
PTC-Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine
neuartige Konstruktion für die PTC-Schicht sowie die erste
und die zweite Elektrode aufweist.
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Die PTC-Schicht ist zu einer Gestalt geformt, die nahezu
die gesamten Endoberflächen der zwei Zellen bedeckt, mit
denen die erste und die zweite Elektrode verbunden sind,
wobei ferner in der PTC-Schicht die Durchgangslöcher
gegenüber den Endelektroden der Einheitszellen positioniert
sind. Die erste und die zweite Elektrode sind mit den
Endelektroden der Zellen an Stellen verbunden, an denen die
Durchgangslöcher in der PTC-Schicht angeordnet sind.
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Bei dieser Konstruktion kann bei dem Batterieblock, bei
dem die PTC-Schicht an den Endoberflächen einer Reihe von
Zellen angeordnet ist, indem die erste und die zweite
Elektrode mit den Endelektroden verbunden sind, die Fläche
der PTC-Schicht extrem groß ausgebildet werden und der
innere
Widerstand der PTC-Schicht dadurch drastisch
reduziert werden.
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Bei Verwendung der Einheitszellen unter normalen
Betriebsbedingungen ist somit der Stromverlust der PTC-Schicht
extrem gering, und die Energie der Zellen kann der Last bzw.
dem Verbraucher in effektiver Weise zugeführt werden.
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Durch Vergrößern der Fläche der PTC-Schicht kann ferner
ein hoher Strom durch die PTC-Schicht hindurchgeführt
werden. Gemäß der Erfindung können der Batterieblock sowie
die in einen derartigen Batterieblock eingebaute
PTC-Einrichtung somit die Eigenschaft erzielen, daß sie sich für
hohe Stromlasten sicher verwenden lassen.