JP3807186B2 - 蓄電池パック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数本の蓄電池セルを直列に接続してケース内に組み込んでいる電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電池パック内に納める複数本の蓄電池セル間の直列接続は、通常、蓄電池セルの電極にスポット溶接した導電性の金属板で行っている。図４及び図５に一例を示す。図示例の蓄電池パックは携帯式電動工具用のもので、各蓄電池セル１はその端部の電極にスポット溶接で固定した金属板２によって直列に接続してある。図中３は電池パックの外面に露出配置される外部接続端子であり、蓄電池セル１にリード線４によって接続されている。
【０００３】
ところで、電池パックの外面に露出する外部接続端子３，３間が他の金属片などで短絡した場合、過大な短絡電流が流れて、異常発熱や発火、蓄電池セルの破裂といった事態を招くことから、蓄電池セルと直列にＰＴＣ素子や電流ヒューズを挿入することで、短絡電流の遮断を図る必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通常の放電電流に耐えることができるＰＴＣ素子や電流ヒューズは非常に大型でコストも高く、これが電池パックの小型化や低コスト化に対する制限となっていた。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは安全性を損なうことなく小型化及び低コスト化を図ることができる電池パックを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、複数本の蓄電池セルを金属板にて直列に接続しているとともに、これら蓄電池セルを納めたケース外面に外部接続端子を配している蓄電池パックにおいて、両端が蓄電池セルの電極に固定されている上記金属板を電極間距離より全長が長くて中間部に屈曲部が設けられたものとしているとともに過大電流で溶断する特性のものとし、且つ上記金属板の屈曲部を、該金属板で接続されているとともに平行に並んでいる２本の蓄電池セル間の空間に配置していることに特徴を有している。外部接続端子間が短絡されることで過大な短絡電流が流れた時、金属板が屈曲部において容易に溶断してしまうようにしたものである。またこの時、蓄電池セルの側面と金属板の屈曲部との間に空間を介在させたり、金属板近くの蓄電池セル表面に難燃材を配しておくとよい。
【０００７】
３本以上の蓄電池セルを直列に接続しているものでは、複数本の金属板のうちの一つのみに屈曲部を設けておけばよい。
【０００８】
また、屈曲部を備えた金属板の厚みを他の金属板の厚みよりも薄くしたり、屈曲部を備えた金属板の幅を他の金属板の幅よりも小さくしたり、屈曲部を備えた金属板を他の金属板よりも電気抵抗値が高い材料で形成しておくのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図１に示すケースを外した状態の蓄電池パックは、前記従来例と同じく携帯式電動工具用のもので、多数本の本の蓄電池セル１を金属板２によって直列に接続してあり、該直列回路の両端はリード線４を介してケース外面に露出配置される外部接続端子３に接続してある。図中５は蓄電池セル１を保持しているフレームである。
【００１１】
上記金属板２はその両端を蓄電池セル１，１にスポット溶接で固定しているのであるが、複数本ある金属板２のうちの一つは、該金属板２によって接続する２本の蓄電池セル１，１の電極間距離も全長を長くし、中間部において余った部分を屈曲させることで図２にも示すように、屈曲部２０を形成している。
【００１２】
上記屈曲部２０は、外部接続端子３，３間の短絡で過大な短絡電流が流れた時、発熱して溶断することで短絡電流を遮断する。従って、蓄電池セル１の発熱や発火、破裂等を防ぐことができる。
【００１３】
ここにおいて、屈曲部２０を備えた金属板２は他のものよりも全長が長くなっていることから、電気抵抗値が少し大きくなっているが、複数本ある金属板２のうちの１本のみであることから、電池パック全体としての電気抵抗値の増大は無視できる程度であり、充放電特性に影響を与えてしまうことはない。
【００１４】
また、短絡電流による屈曲部２０の溶断をより確実にするには、この屈曲部２０を有する金属板２の厚みを薄くしたり幅を小さくしたりすることでその断面積を他の金属板２の断面積よりも小さくしたり、他の金属板２よりも電気抵抗値の大きい金属材料で形成しておくとよい。
【００１５】
ところで、蓄電池セル１，１の電極間を接続するのに必要な長さよりも長い全長を持たせて、屈曲部２０を形成しているのは、溶断時に蓄電池セル１に熱が奪われずに良好な溶断特性を得ることができるようにしているためであり、また図示例のように、Ｖ字形の屈曲部を設けて、該屈曲部２０を蓄電池１，１間の空間に配置していいるのは、蓄電池パック内のスペースの有効利用を図るためである。ただし、屈曲部２０と蓄電池セル１側面とが接触しないように空間をあけて蓄電池セル１に熱が奪われないようにしておく。
【００１６】
図３に示すものは、屈曲部２０を有する金属板２が溶断する時の熱で蓄電池セル１に被せてある吸液用の紙筒が燃えてしまうのを防ぐために、屈曲部２０を有する金属板２の両横の蓄電池セル１の側面で金属板２に近いところにシート状の難燃材７を貼り付けたものを示している。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、両端が蓄電池セルの電極に固定されている金属板を電極間距離より全長が長くて中間部に屈曲部が設けられたものとしているとともに過大電流で溶断する特性のものとしているために、外部接続端子間が短絡されることで過大な短絡電流が流れた時、金属板が屈曲部において容易に溶断してしまうものであり、このために短絡電流による発熱や発火、蓄電池セルの破裂といった事態が生じるのを防ぐことができる上に、コスト的にもスペース的にも問題となるようなことはなく、蓄電池パックの小型化及び低コスト化に有利なものである。加えて金属板の屈曲部は、該金属板で接続されているとともに平行に並んでいる２本の蓄電池セル間の空間に配置しておくことが、蓄電池パック内におけるスペース利用の点で好ましい。この時、蓄電池セルの側面と金属板の屈曲部との間に空間を介在させておくことで、蓄電池セルに熱を奪われてしまうことを防ぐことができ、さらに金属板近くの蓄電池セル表面に難燃材を配しておくことで、金属板の溶断が蓄電池セルに及ぼす影響を無くすことができる。
【００１８】
この時、３本以上の蓄電池セルを直列に接続しているものでは、複数本の金属板のうちの一つのみに屈曲部を設けておけばよく、蓄電池パックとしての充放電特性に影響を与えてしまうことがない。
【００１９】
また、屈曲部を備えた金属板の厚みを他の金属板の厚みよりも薄くしたり、屈曲部を備えた金属板の幅を他の金属板の幅よりも小さくしたり、屈曲部を備えた金属板を他の金属板よりも電気抵抗値が高い材料で形成しておくのが短絡電流による確実な溶断の点で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すもので、(a)は側面図、(b)は底面図である。
【図２】同上の要部斜視図である。
【図３】他例の側面図である。
【図４】従来例を示しており、(a)は側面図、(b)は底面図である。
【図５】同上の要部斜視図である。
【符号の説明】
１ 蓄電池セル
２ 金属板
３ 外部接続端子
２０ 屈曲部

Claims (7)

1. 複数本の蓄電池セルを金属板にて直列に接続しているとともに、これら蓄電池セルを納めたケース外面に外部接続端子を配している蓄電池パックにおいて、両端が蓄電池セルの電極に固定されている上記金属板を電極間距離より全長が長くて中間部に屈曲部が設けられたものとしているとともに過大電流で溶断する特性のものとし、且つ上記金属板の屈曲部を、該金属板で接続されているとともに平行に並んでいる２本の蓄電池セル間の空間に配置していることを特徴とする蓄電池パック。
2. 蓄電池セルの側面と金属板の屈曲部との間に空間を介在させていることを特徴とする請求項１記載の蓄電池パック。
3. 金属板近くの蓄電池セル表面に難燃材を配していることを特徴とする請求項１記載の蓄電池パック。
4. ３本以上の蓄電池セルを直列に接続している複数本の金属板のうちの一つのみに屈曲部を設けていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の蓄電池パック。
5. 屈曲部を備えた金属板の厚みを他の金属板の厚みよりも薄くしていることを特徴とする請求項４記載の蓄電池パック。
6. 屈曲部を備えた金属板の幅を他の金属板の幅よりも小さくしていることを特徴とする請求項４記載の蓄電池パック。
7. 屈曲部を備えた金属板を他の金属板よりも電気抵抗値が高い材料で形成していることを特徴とする請求項４記載の蓄電池パック。

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