JP2016213026A

JP2016213026A - 二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造

Info

Publication number: JP2016213026A
Application number: JP2015094796A
Authority: JP
Inventors: 伍必翔; Pihsiang Wu
Original assignee: Energy Control Ltd
Current assignee: Energy Control Ltd
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2016-12-15

Abstract

【課題】二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造を提供する。【解決手段】実用性及び安全性を高めつつ、前記二導電プレートが二次電池セットの同一側に設置されて、前記二次電池セットの側面空間及び端面空間を増加させずに、空間の運用性を高める目的を達成させる。また、前記二導電プレートが一体成形され、且つ各二次電池を並列させるための導電部及び電力出力端となる陰極ヘッドを有し、前記導電部と前記陰極ヘッドとの間には配線作業が不要になり、配線作業によるショートや導線の脱落が発生することがなく、並列経路を簡略化させる目的を達成させる。【選択図】図１

Description

本発明は、二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造に関する。

現在広く普及する二次電池は、方形の二次電池や軟包装される二次電池等である。高出力の電池に対する需要に対応するための実際的な技術として、電池産業界では二次電池の数量を増やして並列接続させ、１つの高出力の集合電池を構成する方法を採用している。

しかしながら、前述した従来の組み立て電池では、実際の使用状況には早急な改善が求められる欠陥が存在する。すなわち、従来の集合電池は多くの二次電池を並列接続させることで形成されるが、使用過程において、１つの二次電池が故障するだけで前記集合電池が使用不能になり、故障した二次電池を排除せねば再使用できなくなるため、明らかに実用性不足である。このほか、損壊した前記二次電池が他の正常な二次電池から電気的に隔離されなければ、他の正常な二次電池も故障してしまい、最悪の場合全ての二次電池が故障し、安全性に影響が出る恐れがある。

また、設計においては、上述の実用性及び安全性を確保可能な設計にしなければならないほか、集合電池の構成空間が過大ではないかや、並列経路が複雑過ぎないか等も考慮しなければならない。

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、上記課題解決のため、本発明は、二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造を提供することを主目的とする。換言すれば、主に実用性及び安全性を高めつつ、前記二導電プレートが二次電池セットの同一側に設置され、前記二次電池セットの側面空間及び端面空間を増加させずに、最良の空間運用を達成させる。

本発明の他の目的は、二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造を提供し、即ち、主に実用性及び安全性を高めつつ、前記二導電プレートが一体成形され、且つ各二次電池を並列させるための導電部及び電力出力端となる陰極ヘッドを有し、前記導電部と前記陰極ヘッドとの間の配線作業が不要になり、配線作業によるショート及び導線の脱落が発生せず、並列経路の簡略化の目的を達成させる。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するための本発明は、本発明に係る二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造は、複数の二次電池が同じ方向に沿って配列されることで形成され、各前記二次電池は同一の平面上に位置される電池端面及び電池側面を有する電池本体と、前記電池端面に凸設される陽極ヘッド及び陰極ヘッドとを具備する二次電池セットと、前記電池端面に設置されると共に各前記陽極ヘッドに電気的に接続される第一導電部と、前記第一導電部に一体成形される第一陰極ヘッドとを有し、前記第一陰極ヘッドは最初の前記電池本体の電池側面に位置される第一導電プレートと、前記電池端面に設置されると共に前記第一導電部とは絶縁される第二導電部と、前記第二導電部に一体成形されると共に前記第一陰極ヘッドとは絶縁される第二陰極ヘッドとを有し、前記第二陰極ヘッドは最初の前記電池本体の電池側面に位置される第二導電プレートと、前記電池端面に設置され、且つ前記第二導電部に電気的に接続される第一導電端ピン及び各前記陰極ヘッドに電気的に接続される第二導電端ピンを各々有する複数のヒューズとを備えることを特徴とする。

好ましくは、各前記二次電池は方形の二次電池である。

好ましくは、各前記二次電池は軟包装される二次電池である。

好ましくは、複数の導電部材を更に備え、各前記導電部材は前記第一導電部に電気的に接続される第一導電端部及び各前記陽極ヘッドに電気的に接続される第二導電端部を有する。

好ましくは、各前記導電部材の第一導電端部はネジにより前記第一導電プレートの第一導電部に螺合され、各前記導電部材の第二導電端部は前記陽極ヘッドに穿通されるための複数のビアを有し、且つ各前記陽極ヘッドが前記ビアから延出する箇所に、各前記導電部材を押圧させるためのナットが螺接される。

好ましくは、前記第一導電プレートの第一導電部は前記陽極ヘッドに穿通される複数のビアを有し、且つ各前記陽極ヘッドが前記ビアから延出する箇所に、前記第一導電部を押圧させるためのナットが螺接される。

好ましくは、各前記ヒューズの第一導電端ピンはネジにより前記第二導電プレートの第二導電部に螺合され、各前記ヒューズの第二導電端ピンは前記陰極ヘッドに穿通される複数のビアを有し、且つ各前記陰極ヘッドが前記ビアから延出する箇所に、各前記第二導電端ピンを押圧させるためのナットが螺接される。

本発明の第１実施形態の部分を示す傾斜の展開図である。本発明の第１実施形態を示す傾斜の構成図である。本発明の第１実施形態を示す正面図である。本発明の第１実施形態を示す側面図である。本発明の第１実施形態を示す上面図である。本発明の第２実施形態の部分を示す傾斜の展開図である。本発明の第３実施形態を示す傾斜図である。本発明の第４実施形態の部分を示す傾斜の展開図である。本発明の第４実施形態の部分を示す傾斜の構成図である。本発明の第５実施形態の部分を示す傾斜の展開図である。本発明の第６実施形態の部分を示す外観斜視図である。

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の具体的な実施形態について添付図面に基づき説明する。本発明の第１実施形態に係る二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造（図１ないし図５参照）は、主に二次電池セットと、第一導電プレート２０と、第二導電プレート３０と、複数のヒューズ４０とで構成される。
前記二次電池セットは、複数の二次電池１０が同じ方向に沿って配列されることで形成され、各前記二次電池１０は同一の平面上に位置される電池端面１１１及び電池側面１１２を有する電池本体１１と、前記電池端面１１１に凸設される陽極ヘッド１２及び陰極ヘッド１３とを備える。この好ましい実施態様では、各前記二次電池１０は方形の二次電池であり、且つ近接して配列され、最初の前記電池本体１１Ａの電池側面１１２は前記二次電池セットの側面となる。

また、前記第一導電プレート２０は、前記電池端面１１１に設けられると共に各前記陽極ヘッド１２に電気的に接続される第一導電部２１と、前記第一導電部２１に一体成形される第一陰極ヘッド２２とを有し、前記第一陰極ヘッド２２は最初の前記電池本体１１Ａの電池側面１１２に位置する。本実施形態によれば、前記第一陰極ヘッド２２が最初の前記電池本体１１Ａの電池側面１１２に位置されると共に前記電池側面１１２とは距離を置き、前記集合電池の電源出力端となる。

前記第一導電プレート２０の第一導電部２１及び各前記陽極ヘッド１２の電気的な接続は、複数の導電部材５１により達成される。各前記導電部材５１は前記第一導電部２１に電気的に接続される第一導電端部５１１及び各前記陽極ヘッド１２に電気的に接続される第二導電端部５１２を有する。
各前記導電部材５１の第一導電端部５１１はネジ５２とワッシャー５３との組み合わせにより前記第一導電プレート２０の第一導電部２１に螺合され、各前記導電部材５１の第二導電端部５１２は前記陽極ヘッド１２に穿通される複数のビア５１３を有し、且つ各前記陽極ヘッド１２が前記ビア５１３から延出する箇所に、各前記導電部材５１を押圧させるためのナット５４が螺接される。

前記第二導電プレート３０は、前記電池端面１１１に設けられると共に前記第一導電部２１とは絶縁される第二導電部３１と、前記第二導電部３１に一体成形されると共に前記第一陰極ヘッド２２とは絶縁される第二陰極ヘッド３２とを有し、前記第二陰極ヘッド３２は最初の前記電池本体１１Ａの電池側面１１２に位置される。
本実施形態によると、前記第二陰極ヘッド３２は最初の前記電池本体１１Ａの電池側面１１２に位置すると共に前記電池側面１１２とは距離を置き、前記集合電池の電源出力端となる。

前記複数のヒューズ４０は前記電池端面１１２に設置され、且つ前記第二導電部３１に電気的に接続される第一導電端ピン４１及び各前記陰極ヘッド１３に電気的に接続される第二導電端ピン４２を各々有する。
本実施態様において、各前記ヒューズ４０の第一導電端ピン４１はネジ５２とワッシャー５３との組み合わせにより前記第二導電プレート３０の第二導電部３１に螺合され、各前記ヒューズ４０の第二導電端ピン４２は前記陰極ヘッド１３に穿通される複数のビア４３を有し、且つ各前記陰極ヘッド１３が前記ビア５１３から延出する箇所に、各前記第二導電端ピン４２を押圧させるためのナット５４が螺接され、各ヒューズ４０は全て１つの二次電池１０に電気的に接続され、且つ前記ヒューズ４０の電流が制限値を超過した場合、ヒューズ４０は高温のために先が溶断される。

以上が本発明の第１実施形態に係る主要な構成部材及びその形態の説明である。本発明の実施形態による効果は以下に説明する。
本発明に係る前記二次電池セットの各前記二次電池１０の陰極ヘッド１３と第二導電プレート３０との間にはヒューズ４０が電気的に接続され、各々並列接続される二次電池１０は共にそれぞれのヒューズ４０を具備し、もしどれか１つの二次電池１０が故障したり電流が不正常になった場合は、前記故障したり電流が不正常な二次電池１０に電気的に接続されているヒューズ４０が高温のために先が溶断されて、前記第一導電端ピン４１及び第二導電端ピン４２に断路が発生し、これにより前記故障ないしは不正常な電流が発生した二次電池１０の回路を有効的に切断する。
同時に、並列で運用される他の二次電池１０には影響が及ばず、且つ全体の並列になる電気エネルギーは十分な動力を維持し、電力が中断されることで動力に影響が出たり、動力が突然停止して事故が起こる危険性がなく、前記集合電池の使用上の安全性を有効的に高め、且つ故障箇所を排除せずとも継続使用可能になるため、前記集合電池の実用性が明確に高まる。

次に、本発明では各前記二次電池１０を並列接続させるための第一導電プレート２０及び第二導電プレート３０の第一導電部２１及び第二導電部３１が同一の平面上の電池端面１１１に共に設置され、各前記二次電池１０を単独で保護する各前記ヒューズ４０が同一の平面上の電池端面１１１に設置されることで、前記第一導電プレート２０、第二導電プレート３０、及び各前記ヒューズ４０が前記二次電池セットの同一の端面に共に位置され、前記第一導電プレート２０及び第二導電プレート３０の第一導電部２１及び第二導電部３１が最初の前記電池本体１１Ａの電池側面１１２から僅かに突出し、且つ図４に示すように前記第一導電プレート２０、第二導電プレート３０、及び前記ヒューズ４０が各前記二次電池１０の正電極１２及び負電極１３の本来の設計上の高さより低く設置されることで、前記二次電池セットの側面空間及び端面空間を増加させることがなく、空間の好ましい運用の目的を達成させる。

このほか、前記第一導電プレート２０及び第二導電プレート３０がそれぞれ一体成形され、各前記二次電池１０を並列させるための第一導電部２１及び第二導電部３１と、電力出力端となる第一陰極ヘッド２２及び第二陰極ヘッド３２とを有し、前記第一導電部２１と前記第一陰極ヘッド２２との間、及び前記第二導電部３１と前記第二陰極ヘッド３２との間の配線作業が不要になり、配線作業によるショート及び導線の脱落を回避し、並列経路の簡略化の目的を達成させる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造（図６参照）は、同様に二次電池セットと、第一導電プレート２０と、第二導電プレート３０と、複数のヒューズ４０とで構成される。
第２実施形態の第１実施形態との異なる箇所は、前記二次電池セットと、前記第一導電プレート２０と、前記第二導電プレート３０と、各前記ヒューズ４０とを納置させるためのケース６１を更に備え、且つ前記第一陰極ヘッド２２及び第二陰極ヘッド３２を装設させて前記ケース６１の外に露出させ、設置及び装設が便利になるのみならず、前記二次電池セット、前記第一導電プレート２０、前記第二導電プレート３０、及び各前記ヒューズ４０等の回路部材が十分に保護される点である（例えば、防水、防塵、耐衝撃等）。また、本発明では、螺合部材６２により前記第一導電プレート２０及び第二導電プレート３０の第一陰極ヘッド２２及び第二陰極ヘッド３２を螺合させて、装設やメンテナンス作業を簡単にする。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造（図７参照）は、同様に二次電池セットと、第一導電プレート２０と、第二導電プレート３０と、複数のヒューズ４０とで構成される。
第３実施形態の第１実施形態との異なる箇所は、前記第一導電プレート２０の第一導電部２１は前記陽極ヘッド１２に穿通される複数のビア２１１を有し、且つ各前記陽極ヘッド１２が前記ビア２１１から延出する箇所に、前記第一導電部２１を押圧させるためのナット５４が螺接される点である。これにより、前記集合電池の装設の利便性及び構造全体の安定性を向上させる。

＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態に係る二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造（図８及び図９参照）は、同様に二次電池セットと、第一導電プレート２０と、第二導電プレート３０と、複数のヒューズ４０とで構成される。
第４実施形態の第１実施形態との異なる箇所は、複数の二次電池１０が同じ方向に沿って配列されることで前記二次電池セットが形成され、各前記二次電池１０は軟包装される二次電池であり、且つ前記ヒューズ４０の第二導電端ピン４２はネジ４４とワッシャー４５との組み合わせにより前記二次電池１０の陰極ヘッド１３に直接電気的に接続され、前記第一導電プレート２０の第一導電部２１と各前記陽極ヘッド１２との間に電気的に接続される導電部材５１は、その第二導電端部５１２がネジ５２とワッシャー５３との組み合わせにより前記二次電池１０の陽極ヘッド１２に螺合される点である。

＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態に係る二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造（図１０参照）は、同様に二次電池セットと、第一導電プレート２０と、第二導電プレート３０と、複数のヒューズ４０とで構成される。
第５実施形態の第４実施形態との異なる箇所は、前記二次電池セットと、前記第一導電プレート２０と、前記第二導電プレート３０と、各前記ヒューズ４０とを納置させるケース６１を更に備え、且つ前記第一陰極ヘッド２２及び第二陰極ヘッド３２が装設されて前記ケース６１の外に露出され、設置及び装設が便利になるのみならず、前記二次電池セット、前記第一導電プレート２０、前記第二導電プレート３０、及び各前記ヒューズ４０等の回路部材が十分に保護される点である（例えば、防水、防塵、耐衝撃等）。

＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態に係る二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造（図１１参照）は、同様に二次電池セットと、第一導電プレート２０と、第二導電プレート３０と、複数のヒューズ４０とで構成される。
第６実施形態の第４実施形態との異なる箇所は、前記第一導電プレート２０の第一導電部２１はネジ２３とワッシャー２４との組み合わせにより前記二次電池１０の陽極ヘッド１２に直接電気的に接続される点である。

上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

１０二次電池
１１電池本体
１１Ａ電池本体
１１１電池端面
１１２電池側面
１２陽極ヘッド
１３陰極ヘッド
２０第一導電プレート
２１第一導電部
２２第一陰極ヘッド
２３ネジ
２４ワッシャー
３０第二導電プレート
３１第二導電部
３２第二陰極ヘッド
４０ヒューズ
４１第一導電端ピン
４２第二導電端ピン
４３ビア
４４ネジ
４５ワッシャー
５１導電部材
５１１第一導電端部
５１２第二導電端部
５１３ビア
５２ネジ
５３ワッシャー
５４ナット
６１ケース
６２螺合部材

Claims

複数の二次電池が同じ方向に沿って配列されることで形成され、各前記二次電池は同一の平面上に位置される電池端面及び電池側面を有する電池本体と、前記電池端面に凸設される陽極ヘッド及び陰極ヘッドとを具備する二次電池セットと、
前記電池端面に設置されると共に各前記陽極ヘッドに電気的に接続される第一導電部と、前記第一導電部に一体成形される第一陰極ヘッドとを有し、前記第一陰極ヘッドは最初の前記電池本体の電池側面に位置される第一導電プレートと、
前記電池端面に設置されると共に前記第一導電部とは絶縁される第二導電部と、前記第二導電部に一体成形されると共に前記第一陰極ヘッドとは絶縁される第二陰極ヘッドとを有し、前記第二陰極ヘッドは最初の前記電池本体の電池側面に位置される第二導電プレートと、
前記電池端面に設置され、且つ前記第二導電部に電気的に接続される第一導電端ピン及び各前記陰極ヘッドに電気的に接続される第二導電端ピンを各々有する複数のヒューズとを備えることを特徴とする、
二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造。
各前記二次電池は方形の二次電池であることを特徴とする、請求項１記載の二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造。
各前記二次電池は軟包装される二次電池であることを特徴とする、請求項１記載の二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造。
複数の導電部材を更に備え、各前記導電部材は前記第一導電部に電気的に接続される第一導電端部及び各前記陽極ヘッドに電気的に接続される第二導電端部を有することを特徴とする、請求項１記載の二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造。
各前記導電部材の第一導電端部はネジにより前記第一導電プレートの第一導電部に螺合され、各前記導電部材の第二導電端部は前記陽極ヘッドに穿通されるための複数のビアを有し、且つ各前記陽極ヘッドが前記ビアから延出する箇所に、各前記導電部材を押圧させるためのナットが螺接されることを特徴とする、請求項３記載の二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造。
前記第一導電プレートの第一導電部は前記陽極ヘッドに穿通される複数のビアを有し、且つ各前記陽極ヘッドが前記ビアから延出する箇所に、前記第一導電部を押圧させるためのナットが螺接されることを特徴とする、請求項１記載の二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造。
各前記ヒューズの第一導電端ピンはネジにより前記第二導電プレートの第二導電部に螺合され、各前記ヒューズの第二導電端ピンは前記陰極ヘッドに穿通される複数のビアを有し、且つ各前記陰極ヘッドが前記ビアから延出する箇所に、各前記第二導電端ピンを押圧させるためのナットが螺接されることを特徴とする、請求項１記載の二本の導電プレートにより複数の二次電池が並列接続されて構成される組み立て電池の構造。