JP2014093864A - Battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の電池セルを直列に接続した電池に関するものである。 The present invention relates to a battery in which a plurality of battery cells are connected in series.
複数の電池セルを直列に接続した電池において、電池セルの電圧を監視する電池監視回路が用いられている(例えば、特許文献1)。また、ダイオードやフューズを用いて保護回路を構成することが行われている(例えば、特許文献2)。 In a battery in which a plurality of battery cells are connected in series, a battery monitoring circuit that monitors the voltage of the battery cell is used (for example, Patent Document 1). Further, a protection circuit is configured using a diode or a fuse (for example, Patent Document 2).
ところで、図5に示すように、電池セル100に対しハーネス、コネクタ101を用いてセルバランス回路102および電池監視回路103を接続する場合、保護回路として、フューズ104,105、ダイオード106を設けている。これにより、電池セルがオープン異常(例えばCID)で、ハーネスで接続される電池監視回路(電圧測定端子)103およびセルバランス回路102に過電流が流れ、回路が破壊されるのを防止している。つまり、電池セル100が異常(例えば、開放状態)になった場合に、セルバランス回路102や電池監視回路103に過電流が流れないよう、コネクタ101、フューズ104,105、ダイオード106を介して電流を流し、回路を保護する。 Incidentally, as shown in FIG. 5, when the cell balance circuit 102 and the battery monitoring circuit 103 are connected to the battery cell 100 using the harness and the connector 101, fuses 104 and 105 and a diode 106 are provided as protection circuits. . This prevents the battery cell from being broken due to an open abnormality (for example, CID), an overcurrent flowing through the battery monitoring circuit (voltage measurement terminal) 103 and the cell balance circuit 102 connected by the harness. . That is, when the battery cell 100 becomes abnormal (for example, in an open state), current is passed through the connector 101, the fuses 104 and 105, and the diode 106 so that no overcurrent flows through the cell balance circuit 102 or the battery monitoring circuit 103. To protect the circuit.
より詳しく説明する。図6に示すように、電池パックの構成としてケース120内に電池モジュール110,111,112,113を収納するとともに各電池モジュール110〜113をそれぞれ複数の電池セルで構成した場合について考える。各電池モジュール110〜113において電池セルの電圧をハーネス130で取り出して基板140につなぐ。基板140にはセルバランス回路102と電池監視回路103が設けられている。よって、基板140において、図5に示すようにセルバランス回路102について保護回路(フューズ104,105、ダイオード106)を設ける必要があり、電流経路(ハーネス、コネクタ101、フューズ104,105、ダイオード106)には、過電流が流れる可能性が生じる。 This will be described in more detail. As shown in FIG. 6, consider a case in which battery modules 110, 111, 112, and 113 are housed in a case 120 and each of the battery modules 110 to 113 is configured by a plurality of battery cells. In each of the battery modules 110 to 113, the voltage of the battery cell is taken out by the harness 130 and connected to the substrate 140. The substrate 140 is provided with a cell balance circuit 102 and a battery monitoring circuit 103. Therefore, it is necessary to provide a protection circuit (fuses 104 and 105, diode 106) for the cell balance circuit 102 on the substrate 140 as shown in FIG. 5, and a current path (harness, connector 101, fuses 104 and 105, diode 106). There is a possibility that an overcurrent flows.
本発明の目的は、より確実に過電流から保護することができる電池を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a battery that can be more reliably protected from overcurrent.
請求項1に記載の発明では、直列接続した複数の角形電池セルにおける前記角形電池セルの両端子に対してハーネスを通して電池監視回路およびセルバランス回路の少なくとも一方が接続された電池において、前記角形電池セルの上面における両端子間に回路基板が配置され、前記回路基板上に前記角形電池セルの正極端子につながる正極端子用過電流遮断素子および前記角形電池セルの負極端子につながる負極端子用過電流遮断素子が実装され、前記角形電池セルの両端子から前記正極端子用過電流遮断素子および前記負極端子用過電流遮断素子を経由しハーネスを通して前記電池監視回路および前記セルバランス回路の少なくとも一方に接続したことを要旨とする。 According to the first aspect of the present invention, in the battery in which at least one of a battery monitoring circuit and a cell balance circuit is connected to both terminals of the rectangular battery cells in a plurality of square battery cells connected in series through a harness, the rectangular battery A circuit board is disposed between both terminals on the upper surface of the cell, and a positive terminal overcurrent blocking element connected to the positive terminal of the rectangular battery cell and a negative terminal overcurrent connected to the negative terminal of the rectangular battery cell on the circuit board. A blocking element is mounted and connected to at least one of the battery monitoring circuit and the cell balance circuit through a harness from both terminals of the rectangular battery cell via the overcurrent blocking element for the positive terminal and the overcurrent blocking element for the negative terminal The summary is as follows.
請求項1に記載の発明によれば、角形電池セルの上面における両端子間に回路基板が配置されている。回路基板上には角形電池セルの正極端子につながる正極端子用過電流遮断素子および角形電池セルの負極端子につながる負極端子用過電流遮断素子が実装されている。そして、角形電池セルの両端子から正極端子用過電流遮断素子および負極端子用過電流遮断素子を経由しハーネスを通して電池監視回路およびセルバランス回路の少なくとも一方が接続される。 According to invention of Claim 1, the circuit board is arrange | positioned between the both terminals in the upper surface of a square battery cell. On the circuit board, a positive terminal overcurrent interrupting element connected to the positive terminal of the rectangular battery cell and a negative terminal overcurrent interrupting element connected to the negative terminal of the rectangular battery cell are mounted. Then, at least one of the battery monitoring circuit and the cell balance circuit is connected from both terminals of the rectangular battery cell through the harness via the positive current terminal overcurrent interrupt device and the negative current terminal overcurrent interrupt device.
この場合、過電流遮断素子は電池セルの端子の近くに配置され、当該部位からハーネスが延設されてハーネスを通して電池監視回路およびセルバランス回路の少なくとも一方が接続されることになる。過電流は過電流遮断素子により遮断され、ハーネスおよびハーネスよりも回路側には流れないのでより確実に過電流から保護することができる。 In this case, the overcurrent interrupting element is disposed near the terminal of the battery cell, the harness is extended from the portion, and at least one of the battery monitoring circuit and the cell balance circuit is connected through the harness. Since the overcurrent is interrupted by the overcurrent interrupting element and does not flow to the circuit side than the harness and the harness, the overcurrent can be more reliably protected from the overcurrent.
請求項2に記載のように、請求項1に記載の電池において、前記回路基板上において前記正極端子用過電流遮断素子としての第1のフューズ、前記負極端子用過電流遮断素子としての第2のフューズ、および、前記第1のフューズと前記第2のフューズの間のダイオードが、前記両端子間において直列接続されるとともに、前記回路基板上において前記第1のフューズと前記ダイオードとの間および前記第2のフューズと前記ダイオードとの間に、それぞれ、前記ハーネスと接続するための接続部材が設けられているとよい。 As described in claim 2, in the battery according to claim 1, on the circuit board, a first fuse as the positive current terminal overcurrent interrupting element, and a second fuse as the negative current terminal overcurrent interrupting element. And a diode between the first fuse and the second fuse are connected in series between the two terminals, and between the first fuse and the diode on the circuit board and A connection member for connecting to the harness may be provided between the second fuse and the diode.
請求項3に記載のように、請求項1または2に記載の電池において、前記ハーネスを通して前記電池監視回路および前記セルバランス回路が接続されているとよい。 As described in claim 3, in the battery according to claim 1 or 2, the battery monitoring circuit and the cell balance circuit may be connected through the harness.
本発明によれば、より確実に過電流から保護することができる。 According to the present invention, it is possible to more reliably protect against overcurrent.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
なお、図2,3,4において、水平面を、直交するX,Y方向で規定するとともに、上下方向をZ方向で規定している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
2, 3, and 4, the horizontal plane is defined by the orthogonal X and Y directions, and the vertical direction is defined by the Z direction.
電池10の全体構成として、図2,3に示すように、直列接続した複数の角形電池セル20を有する。この角形電池セル20の両端子(図2,3において符号20b,20cで示す)に対してハーネス43,44を通して電池監視回路45およびセルバランス回路46が接続されている。電池監視回路45を用いて電池セル20の電圧が監視される。詳しくは、電池セルの電圧を測定してA/D変換してデジタル信号にして外部のコントローラに送られ、コントローラにおいて上限値と下限値の間に入っているか否か判定される。また、セルバランス回路46を用いて電池の充放電の際にセルバランス回路46を通して電池セル間に電流を流すことにより各電池セル20間の充放電量のバランスが取られる。詳しくは、本実施形態のセルバランス回路46はアクティブ方式のセルバランス回路であり、積極的に電池セル間に電流を流して電池セル間の電圧を揃えるようにしている。 The overall configuration of the battery 10 includes a plurality of prismatic battery cells 20 connected in series, as shown in FIGS. A battery monitoring circuit 45 and a cell balance circuit 46 are connected to both terminals (indicated by reference numerals 20b and 20c in FIGS. 2 and 3) of the rectangular battery cell 20 through harnesses 43 and 44, respectively. The battery monitoring circuit 45 is used to monitor the voltage of the battery cell 20. Specifically, the voltage of the battery cell is measured, A / D converted and converted into a digital signal, which is sent to an external controller, and the controller determines whether or not it is between the upper limit value and the lower limit value. In addition, when the battery is charged / discharged using the cell balance circuit 46, a current is passed between the battery cells through the cell balance circuit 46 to balance the charge / discharge amount between the battery cells 20. Specifically, the cell balance circuit 46 of the present embodiment is an active type cell balance circuit, and actively flows current between the battery cells so as to make the voltage between the battery cells uniform.
図4に示すように、電池パックのケース70内に電池モジュール60,61,62,63が収納されている。各電池モジュール60〜63は、それぞれ、7個の電池セル20で構成されている。各電池モジュール60〜63での各電池セル20は直列接続されている。また、各電池モジュール60〜63はそれぞれ並列接続されて使用される。この電池は、バッテリ式産業車両等、例えばバッテリフォークリフトに使用される。 As shown in FIG. 4, battery modules 60, 61, 62, and 63 are housed in a battery pack case 70. Each of the battery modules 60 to 63 is composed of seven battery cells 20. The battery cells 20 in the battery modules 60 to 63 are connected in series. Further, the battery modules 60 to 63 are used in parallel connection. This battery is used for a battery-type industrial vehicle, for example, a battery forklift.
各電池モジュール60〜63について、7本の角形電池セル20が横(Y方向)において一列に並設されている。図3に示すように、各角形電池セル20は立設した状態で配置され、電池セル本体20aの上面に正極端子20bと負極端子20cが設けられている。正極端子20bと負極端子20cは、ねじである。このとき、角形電池セル20において正極端子20bと負極端子20cとはX方向において電池セル本体20aの両端部に配置されるが、Y方向(図4参照)には各電池セル20が正極端子20bと負極端子20cとは交互に配置される。つまり、Y方向に並設される各電池セル20は、Y方向において一つの電池セル20の正極端子20bとその隣の電池セル20の負極端子20cとが隣り合うように配置される。また、電池セル20としてリチウムイオン二次電池を挙げることができる。 For each of the battery modules 60 to 63, seven rectangular battery cells 20 are arranged in a row in the horizontal direction (Y direction). As shown in FIG. 3, each square battery cell 20 is disposed in an upright state, and a positive electrode terminal 20b and a negative electrode terminal 20c are provided on the upper surface of the battery cell body 20a. The positive terminal 20b and the negative terminal 20c are screws. At this time, in the rectangular battery cell 20, the positive electrode terminal 20b and the negative electrode terminal 20c are arranged at both ends of the battery cell body 20a in the X direction, but each battery cell 20 is in the Y direction (see FIG. 4). And the negative electrode terminal 20c are alternately arranged. That is, the battery cells 20 arranged side by side in the Y direction are arranged such that the positive electrode terminal 20b of one battery cell 20 and the negative electrode terminal 20c of the battery cell 20 adjacent thereto are adjacent to each other in the Y direction. Moreover, a lithium ion secondary battery can be mentioned as the battery cell 20.
並設された各角形電池セル20における隣り合う角形電池セルの電極端子同士がバスバー21により接続されている。詳しくは、隣り合う角形電池セル20における正極端子20bと負極端子20cとがバスバー21により接続されている。バスバー21は長方形状の銅板により構成されている。バスバー21の長手方向においての一方の端部に、隣り合う角形電池セルのうちの一方の角形電池セルの端子(正極端子20bあるいは負極端子20c)が貫通する状態で電池セル20に螺入されている。一方、バスバー21の長手方向においての他方の端部に、隣り合う角形電池セルのうちの他方の角形電池セルの端子(負極端子20cあるいは正極端子20b)が貫通する状態で電池セル20に螺入されている。これにより、並設された各角形電池セル20はバスバー21により直列接続されている。 The electrode terminals of adjacent rectangular battery cells in each of the arranged square battery cells 20 are connected by a bus bar 21. Specifically, the positive electrode terminal 20 b and the negative electrode terminal 20 c in adjacent rectangular battery cells 20 are connected by a bus bar 21. The bus bar 21 is made of a rectangular copper plate. One end of the bus bar 21 in the longitudinal direction is screwed into the battery cell 20 with the terminal (positive electrode terminal 20b or negative electrode terminal 20c) of one of the adjacent rectangular battery cells penetrating therethrough. Yes. On the other hand, the other end in the longitudinal direction of the bus bar 21 is screwed into the battery cell 20 in a state where the terminal (negative electrode terminal 20c or positive electrode terminal 20b) of the other rectangular battery cell among the adjacent rectangular battery cells penetrates. Has been. Thereby, each square battery cell 20 arranged in parallel is connected in series by the bus bar 21.
図2,3に示すように、電池セル本体20aの上面は平面視において長方形をなしている。電池セル本体20aの上面において、回路基板30が配置されている。回路基板30は絶縁基板31の上面に導体パターン32,33,34,35が形成されている。回路基板30(絶縁基板31)は長方形状をなしている。回路基板30(絶縁基板31)は、電池セル本体20aの上面において一対のバスバー21間に電池セル本体20aの長手方向(X方向)に延びている。さらに、導体パターン32の端部と導体パターン33の端部との間にはフューズ36が実装されている。また、導体パターン33の端部と導体パターン34の端部との間にはダイオード37が実装されている。導体パターン34の端部と導体パターン35の端部との間にはフューズ38が実装されている。導体パターン32の端部とバスバー21とは配線板39により接続されている。導体パターン35の端部とバスバー21とは配線板40により接続されている。なお、配線板39,40は、ねじ止めされている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the upper surface of the battery cell body 20a is rectangular in plan view. A circuit board 30 is disposed on the upper surface of the battery cell main body 20a. In the circuit board 30, conductor patterns 32, 33, 34, and 35 are formed on the upper surface of the insulating substrate 31. The circuit board 30 (insulating board 31) has a rectangular shape. The circuit board 30 (insulating substrate 31) extends in the longitudinal direction (X direction) of the battery cell body 20a between the pair of bus bars 21 on the upper surface of the battery cell body 20a. Further, a fuse 36 is mounted between the end portion of the conductor pattern 32 and the end portion of the conductor pattern 33. A diode 37 is mounted between the end of the conductor pattern 33 and the end of the conductor pattern 34. A fuse 38 is mounted between the end of the conductor pattern 34 and the end of the conductor pattern 35. The ends of the conductor pattern 32 and the bus bar 21 are connected by a wiring board 39. The ends of the conductor pattern 35 and the bus bar 21 are connected by the wiring board 40. The wiring boards 39 and 40 are screwed.
また、導体パターン33の長手方向(X方向)の中央部には柱状の接続部材41が立設されている。導体パターン34の長手方向(X方向)の中央部には柱状の接続部材42が立設されている。 In addition, a columnar connection member 41 is erected at the center in the longitudinal direction (X direction) of the conductor pattern 33. A columnar connection member 42 is erected in the center in the longitudinal direction (X direction) of the conductor pattern 34.
図3に示すように、接続部材41にはハーネス43の太い導線43aの一端および細い導線43bの一端が接続されている。ハーネス43は、両導線43a,43bが絶縁材料により被覆された状態で延設されている。ハーネス43において太い導線43aがセルバランス回路46との間の大電流ラインを構成し、細い導線43bが電池監視回路45との間の電圧センスラインを構成する。同様に、接続部材42にはハーネス44の太い導線44aの一端および細い導線44bの一端が接続されている。ハーネス44は、両導線44a,44bが絶縁材料により被覆された状態で延設されている。ハーネス44において太い導線44aがセルバランス回路46との間の大電流ラインを構成し、細い導線44bが電池監視回路45との間の電圧センスラインを構成する。 As shown in FIG. 3, one end of a thick conducting wire 43 a and one end of a thin conducting wire 43 b of the harness 43 are connected to the connection member 41. The harness 43 is extended in a state where both the conductive wires 43a and 43b are covered with an insulating material. In the harness 43, the thick conductor 43a forms a large current line with the cell balance circuit 46, and the thin conductor 43b forms a voltage sense line with the battery monitoring circuit 45. Similarly, one end of a thick conducting wire 44 a and one end of a thin conducting wire 44 b of the harness 44 are connected to the connection member 42. The harness 44 is extended in a state where both the conductive wires 44a and 44b are covered with an insulating material. In the harness 44, the thick conductor 44a forms a large current line with the cell balance circuit 46, and the thin conductor 44b forms a voltage sense line with the battery monitoring circuit 45.
図4に示すように、各電池モジュール60〜63での各電池セル20において図2,3に示す構成となっている。各電池セル20からハーネス43,44の他端側が集合して延設され、回路基板80にまで延びている。回路基板80にはセルバランス回路46と電池監視回路45が搭載されている。つまり、電池セル20は発熱するので、半導体素子等により構成されるセルバランス回路46および電池監視回路45は熱の影響を受けにくい場所に配置されている。 As shown in FIG. 4, each battery cell 20 in each battery module 60 to 63 has the configuration shown in FIGS. The other ends of the harnesses 43 and 44 are collectively extended from each battery cell 20 and extend to the circuit board 80. A cell balance circuit 46 and a battery monitoring circuit 45 are mounted on the circuit board 80. That is, since the battery cell 20 generates heat, the cell balance circuit 46 and the battery monitoring circuit 45 configured by semiconductor elements or the like are disposed in a place that is not easily affected by heat.
ハーネス43,44の太い導線43a,44aがセルバランス回路46に接続されている。また、ハーネス43,44の細い導線43b,44bが電池監視回路45に接続されている。電池監視回路45において電池セル20の両端電圧が監視、即ち、A/D変換してコントローラに出力する。このデータはコントローラにおいて電池セルの両端電圧が上限値と下限値との間に入っているか否か判定され、電池セル20の両端電圧が上限値と下限値との間から外れると異常信号が出力される。また、セルバランス回路46は、電池セル20間の蓄電量を均等化すべく蓄電量の多い電池セル20から蓄電量の少ない電池セル20に電力(電流)を移動させる。 The thick conductors 43 a and 44 a of the harnesses 43 and 44 are connected to the cell balance circuit 46. Further, the thin conducting wires 43 b and 44 b of the harnesses 43 and 44 are connected to the battery monitoring circuit 45. In the battery monitoring circuit 45, the voltage across the battery cell 20 is monitored, that is, A / D converted and output to the controller. This data is determined by the controller whether or not the voltage across the battery cell is between the upper limit value and the lower limit value, and an abnormal signal is output when the voltage across the battery cell 20 falls outside the upper limit value and lower limit value. Is done. Further, the cell balance circuit 46 moves electric power (current) from the battery cell 20 with a large amount of stored electricity to the battery cell 20 with a small amount of stored charge in order to equalize the amount of stored electricity between the battery cells 20.
図1には等価回路を示す。電池セル20における正極端子にフューズ36を介してダイオード37のカソードが接続される。電池セル20における負極端子にフューズ38を介してダイオード37のアノードが接続される。ダイオード37は、逆差し防止用、即ち、端子を逆につないだ場合を考慮したものである。ダイオード37の両端(アノード・カソード)はハーネス43,44の太い導線43a,44aを介してセルバランス回路46に接続されている。ハーネス43,44の導線43a,44aにはセルバランス用に電流が流れる。また、ダイオード37の両端(アノード・カソード)はハーネス43,44の細い導線43b,44bを介して電池監視回路45に接続されている。ハーネス43,44の導線43b,44bは電圧測定用に用いられる。 FIG. 1 shows an equivalent circuit. The cathode of the diode 37 is connected to the positive electrode terminal of the battery cell 20 via the fuse 36. The anode of the diode 37 is connected to the negative electrode terminal of the battery cell 20 through the fuse 38. The diode 37 is used for preventing reverse insertion, that is, considering the case where the terminals are connected in reverse. Both ends (anode / cathode) of the diode 37 are connected to the cell balance circuit 46 via the thick conductors 43a, 44a of the harnesses 43, 44. A current flows through the conductors 43a and 44a of the harnesses 43 and 44 for cell balancing. Further, both ends (anode / cathode) of the diode 37 are connected to the battery monitoring circuit 45 via the thin conductive wires 43b and 44b of the harnesses 43 and 44. The conducting wires 43b and 44b of the harnesses 43 and 44 are used for voltage measurement.
次に、電池10の作用について説明する。
保護回路としてのフューズ36,38、ダイオード37を電池端子近傍に配置し、ハーネス43,44の導線43a,43b,44a,44bで分岐して各回路(セルバランス回路46と電池監視回路45)に結線する。よって、図5,6の場合に比べ、電池端子近傍で回路保護機構が機能するため、図5,6でのコネクタ101やハーネス130や基板140について過電流から保護することができる。
Next, the operation of the battery 10 will be described.
The fuses 36 and 38 and the diode 37 as protection circuits are arranged in the vicinity of the battery terminal, and are branched by the conductors 43a, 43b, 44a, and 44b of the harnesses 43 and 44 to each circuit (the cell balance circuit 46 and the battery monitoring circuit 45). Connect. Therefore, since the circuit protection mechanism functions in the vicinity of the battery terminal as compared with FIGS. 5 and 6, the connector 101, the harness 130, and the substrate 140 in FIGS. 5 and 6 can be protected from overcurrent.
さらに、配線抵抗の影響を、大電流回路(例えば、セルバランス回路46)と分離することにより、電圧降下(=電流ドロップ)、雑音などの影響を低減し、電池監視回路45の電圧測定精度の悪化を防止できる。 Further, by separating the influence of the wiring resistance from the large current circuit (for example, the cell balance circuit 46), the influence of voltage drop (= current drop), noise, etc. is reduced, and the voltage measurement accuracy of the battery monitoring circuit 45 is reduced. Deterioration can be prevented.
詳しく説明する。図5の場合においては電池セル100から、共通のハーネス(導線)によりセルバランス回路102および電池監視回路103と接続して回路102,103側においてフューズ等を設けている。よって、共通インピーダンス部分において電流を流すと共に電位の変化を測定しているのでノイズの影響を受けやすい。これに対し本実施形態では図1に示すように、フューズ36,38、ダイオード37を角形電池セル20の上面に配置して、そこからハーネスでセルバランス回路と電池監視回路に接続しているので、共通インピーダンス部分を短くすることができる。これにより、電池監視回路において電圧測定の際に電流の変化に伴う電圧変動の影響を受けにくくすることができる。 explain in detail. In the case of FIG. 5, the battery cell 100 is connected to the cell balance circuit 102 and the battery monitoring circuit 103 by a common harness (conductive wire), and a fuse or the like is provided on the circuits 102 and 103 side. Therefore, since current is passed through the common impedance portion and the change in potential is measured, it is easily affected by noise. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the fuses 36 and 38 and the diode 37 are arranged on the upper surface of the rectangular battery cell 20, and the harness is connected to the cell balance circuit and the battery monitoring circuit from there. The common impedance portion can be shortened. As a result, it is possible to make the battery monitoring circuit less susceptible to the influence of voltage fluctuations due to current changes during voltage measurement.
このようにして、電池がオープン異常でも電池監視回路45およびセルバランス回路46に過電流が流れない構造を構築することができる。また、電池監視回路45の過電流保護がされ、安全を確保できる。 In this way, it is possible to construct a structure in which no overcurrent flows through the battery monitoring circuit 45 and the cell balance circuit 46 even when the battery is abnormally opened. In addition, the battery monitoring circuit 45 is protected against overcurrent, and safety can be ensured.
また、図5,6の場合、電池監視回路103に並列回路としてセルバランス回路102が存在する場合には、各々に対し、同様の保護回路が必要となり、部品点数、体格、コストが増加する。これに対し、図1〜図4の本実施形態では、電池監視回路45に並列回路としてセルバランス回路46が存在する場合にも、保護回路としてフューズ36,38、ダイオード37を設けるだけでよく、簡素な構成にて過電流から回路を保護することができる。つまり、部品点数の低減することができるとともに体格を小さくでき、更にコスト低減を図ることができる。 5 and 6, when the cell balance circuit 102 exists as a parallel circuit in the battery monitoring circuit 103, a similar protection circuit is required for each of them, and the number of parts, physique, and cost increase. On the other hand, in the present embodiment of FIGS. 1 to 4, even when the cell balance circuit 46 exists as a parallel circuit in the battery monitoring circuit 45, it is only necessary to provide the fuses 36 and 38 and the diode 37 as the protection circuit. The circuit can be protected from overcurrent with a simple configuration. That is, the number of parts can be reduced and the physique can be reduced, and the cost can be further reduced.
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)電池10の構成として、直列接続した複数の角形電池セル20における角形電池セル20の両端子に対してハーネス43,44を通して電池監視回路45およびセルバランス回路46が接続される。ここで、角形電池セル20の上面における両端子間に回路基板30が配置され、回路基板30上に角形電池セル20の正極端子につながる正極端子用過電流遮断素子としてのフューズ36および角形電池セル20の負極端子につながる負極端子用過電流遮断素子としてのフューズ38が実装され、角形電池セル20の両端子からフューズ36およびフューズ38を経由しハーネス43,44を通して電池監視回路45およびセルバランス回路46に接続した。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) As a configuration of the battery 10, a battery monitoring circuit 45 and a cell balance circuit 46 are connected to both terminals of the prismatic battery cells 20 in a plurality of prismatic battery cells 20 connected in series through harnesses 43 and 44. Here, the circuit board 30 is arranged between both terminals on the upper surface of the prismatic battery cell 20, and the fuse 36 and the prismatic battery cell as the positive current terminal overcurrent blocking element connected to the positive terminal of the prismatic battery cell 20 on the circuit board 30. A fuse 38 as a negative current terminal overcurrent interrupting element connected to the negative electrode terminal 20 is mounted, and the battery monitoring circuit 45 and the cell balance circuit are passed from both terminals of the rectangular battery cell 20 via the fuses 36 and 38 through the harnesses 43 and 44. 46.
この場合、過電流遮断素子としてのフューズ36,38を電池セルの端子の近くに配置したので、直ぐに分岐(ハーネスに接続)することができ、電池監視回路45およびセルバランス回路46における共通のインピーダンスを少なくすることができる。そして、フューズ36,38の配置部位からハーネス43,44が延設されてハーネス43,44を通して電池監視回路45およびセルバランス回路46が接続されることになり、過電流はフューズ36,38により遮断され、ハーネスおよびハーネスよりも回路側には流れないのでより確実に過電流から保護することができる。 In this case, since the fuses 36 and 38 as the overcurrent interrupting elements are arranged near the terminals of the battery cell, they can be immediately branched (connected to the harness), and the common impedance in the battery monitoring circuit 45 and the cell balance circuit 46 Can be reduced. Then, the harnesses 43 and 44 are extended from the arrangement portions of the fuses 36 and 38, and the battery monitoring circuit 45 and the cell balance circuit 46 are connected through the harnesses 43 and 44, and the overcurrent is cut off by the fuses 36 and 38. In addition, since it does not flow to the circuit side than the harness and the harness, it can be more reliably protected from overcurrent.
(2)回路基板30上において第1のフューズ36、第2のフューズ38、および、第1のフューズ36と第2のフューズ38の間のダイオード37が、両端子間において直列接続されるとともに、回路基板30上において第1のフューズ36とダイオード37との間および第2のフューズ38とダイオード37との間に、それぞれ、ハーネス43,44と接続するための接続部材41,42が設けられている。これにより、フューズ36,38で過電流から保護できるとともにダイオード37により端子を逆につないだ場合の対策を講じることができる。 (2) On the circuit board 30, the first fuse 36, the second fuse 38, and the diode 37 between the first fuse 36 and the second fuse 38 are connected in series between both terminals, On the circuit board 30, connection members 41 and 42 for connecting to the harnesses 43 and 44 are provided between the first fuse 36 and the diode 37 and between the second fuse 38 and the diode 37, respectively. Yes. As a result, it is possible to protect against overcurrent by the fuses 36 and 38 and to take measures when the terminals are connected reversely by the diode 37.
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・上記実施形態ではハーネス43,44を通して電池監視回路45およびセルバランス回路46に接続したが、ハーネス43,44を通して電池監視回路45のみに接続しても、あるいは、ハーネス43,44を通してセルバランス回路46のみに接続してもよい。要は、ハーネス43,44を通して電池監視回路45およびセルバランス回路46の少なくとも一方に接続すればよい。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
In the above embodiment, the battery monitoring circuit 45 and the cell balance circuit 46 are connected through the harnesses 43 and 44. However, the cell balance circuit may be connected only to the battery monitoring circuit 45 through the harnesses 43 and 44 or through the harnesses 43 and 44. You may connect only to 46. In short, it is only necessary to connect to at least one of the battery monitoring circuit 45 and the cell balance circuit 46 through the harnesses 43 and 44.
・過電流遮断素子はフューズに代わりリレースイッチ(配線中にリレー接点を挿入して配線での過電流を検出するとリレーコイルを励磁してリレー接点を開ける構成)でもよく、要は、電流経路に配置され、大電流が流れると遮断する素子であればよい。 ・ The overcurrent interrupting element may be a relay switch instead of a fuse (a configuration in which a relay contact is inserted in the wiring to detect the overcurrent in the wiring and the relay coil is excited to open the relay contact). Any element may be used as long as it is arranged and cut off when a large current flows.
10…電池、20…角形電池セル、20b…正極端子、20c…負極端子、30…回路基板、36…フューズ、37…ダイオード、38…フューズ、41…接続部材、42…接続部材、43…ハーネス、44…ハーネス、45…電池監視回路、46…セルバランス回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Battery, 20 ... Rectangular battery cell, 20b ... Positive electrode terminal, 20c ... Negative electrode terminal, 30 ... Circuit board, 36 ... Fuse, 37 ... Diode, 38 ... Fuse, 41 ... Connection member, 42 ... Connection member, 43 ... Harness 44 ... Harness, 45 ... Battery monitoring circuit, 46 ... Cell balance circuit.
Claims (3)
前記角形電池セルの上面における両端子間に回路基板が配置され、前記回路基板上に前記角形電池セルの正極端子につながる正極端子用過電流遮断素子および前記角形電池セルの負極端子につながる負極端子用過電流遮断素子が実装され、前記角形電池セルの両端子から前記正極端子用過電流遮断素子および前記負極端子用過電流遮断素子を経由しハーネスを通して前記電池監視回路および前記セルバランス回路の少なくとも一方に接続したことを特徴とする電池。 In a battery in which at least one of a battery monitoring circuit and a cell balance circuit is connected to both terminals of the prismatic battery cells in a plurality of prismatic battery cells connected in series through a harness,
A circuit board is disposed between both terminals on the upper surface of the rectangular battery cell, and a positive terminal overcurrent blocking element connected to the positive terminal of the rectangular battery cell and a negative terminal connected to the negative terminal of the rectangular battery cell on the circuit board At least one of the battery monitoring circuit and the cell balance circuit through a harness from both terminals of the rectangular battery cell via the overcurrent blocking element for the positive terminal and the overcurrent blocking element for the negative terminal. A battery characterized by being connected to one side.
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