TWI228328B - Battery device - Google Patents

Description

1228328 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種串聯連接多個電池的電池組件等的電 池裝置，尤其關於一種即使電池異常發熱亦不會造成故障 的電池裝置。 【先前技術】 在此種電池裝置中，以往，對於電池異常發熱時的安全 對策，已知有附設熱敏開關的技術。即，因爲若在異常發 熱的電池中繼續流通電流，則會加大引起漏液或爆炸的危 險性，所以預先在串聯連接的電池與電池之間設置熱敏開 關，在電池組件内的溫度達到判定爲異常的高溫時，熱敏 開關就會從接通狀態切換到斷開狀態，斷開向各電池的通 電。 在此，熱敏開關具有接合多片熱膨脹係數不同的金屬板 而製成的雙金屬片等熱敏元件，將該雙 安裝在殼體上，並且™在雙金屬片的自== 可動接點與固^設置在殼體上的固定接點可接觸分離地相 對向。該熱敏開關，雖然在規定溫度以下時通過雙金屬片 ，可動接點按在固定接點上而保持在開關接通狀態，但是 :超過規定溫度則因雙金屬片翻轉而可動接點從固定接點 刀離’並切換爲開關斷開狀態，適合作爲檢測異常發熱而 抑制發熱的熱敏保護裝置使用。 如上所述，在附設熱敏開關作爲串聯連接的多個電池的 熱敏保護裝置的先前的電池裝置中，由於若熱敏開關檢測

O:\87\87962.DOC 1228328 到1個電池的異常發熱則斷開向各電池的通電，故在該期間 即停止其電源的功能。即，因爲即使僅i個電池發生故障， 而其餘所有電池均正常，但以該電池組作爲電源的器件主 體亦不能使用’所以存在有使用不便的問題。另外 即使斷開向異常發熱的電池的通電，溫度亦不會迅速降 :，所以基於安全對策上的考慮，有時亦必須啓動冷卻風 扇或警報器等’但是’由於在先前的電池裝置中不具有從 熱敏開關向具有保護功能電路等外部電路輸出指令信號的 構^，故存在提高電池異常發熱時的安全對策的機衫於 複雜化的問題。 【發明内容】 本發明係鐾於如此的先前技術的現狀而為者，直目的在 於提供-種即使—部分電池異f發熱亦可制^ 安全措施的電池裝置。 上了實現上述目的’在本發明的電池袭置中，在串聯連接 的夕個電池上分別設置有:可作爲不經過該電池的導電通路 而^用的預備路徑；以及在超過允許溫度時斷開向該電池的 通电而使上述預備路徑成爲導電通路的切換機構。 在如此構成的電池裝置中，因爲如果任意—個的電池里 常發熱，可通過附設在該電池上的切換機構，斷開向該電 池的通電’同時向附設在該電池上的預備路徑進行通電， 所以只要預先將該預備路徑設爲繞過這些電池的旁通路炉 ’就::夠繞過異常發熱的電池而繼續向其他的電池通電。 即’藉由縣將鄰接的—個電池的預備路徑與另—個二池

O:\87\87962.DOC 1228328 的切換機構連接，則即使任意的電池異常發熱亦能確保繞 過忒電池的旁通路徑，所以能夠避免電源功能的停止。另 外，由於只要預先將預備路徑與保護功能電路等的外部電 路相連接，就能夠將電池的異常發熱資訊自動地向外部電 路通報（輸出）’故容易實現使冷卻風扇或報警器等動作的安 全措施。 在上述的電池裝置中，較佳為：上述切換機構具有與這 些電池相連接的第1固定接點、與上述預備路徑相連接的第 2固定接點、由接合多個熱膨脹係數不同的金屬板而構成且 其自由端部可在上述第1及第2固定接點之間變位元的雙金 屬片等的熱敏it件、以及位於該熱敏元件的自由端部並與 上述第1及第2固定接點中任意—者接觸的可動接點部；在 允許度以下日^，上述熱敏元件使上述可動接點部與上述 第1固定接點接觸’在超過允許温度時，上述熱敏元件翻轉 而使上述可動接點部與上述第2固定接點接觸。 若依上述構成，則藉由可動接點部與第丨固定接點的導 通’能夠對正常的電池進行通電，但是若該電池異常發熱， 則隨著熱敏元件的翻轉動作，可動接點部從第i固定接點離 開而與第2固定接點相接觸，所以斷開向異常發熱的電池的 通電，確實地進行使新的預備路徑成爲導電通路的切換動 作此外，上述可動接點部，若使用被固定設置在熱敏元 件的自由端部且具有向第lg]定接點側凸出的部位及向第2 固►接點側凸出的部位的括WU /d. 1 1扪接點構件，則因無需分別設置與 各固定接點相接離的可動接點，故為更佳。

O:\87\87962.DOC 1228328 申明^明，雖然由以下例子可更加明確地進行說明， 但是並不只侷限於這些例子。 【實施方式】 T下，簽照圖式對本發明的實施例進行說明。圖丨係表示 本發明的實施例的熱敏開關的正常狀態的剖視圖，圖2係表 卜…、敏開關的雙金屬片翻轉後狀態的剖視圖，圖3係該熱 "'碣關的外觀圖，圖4係除去該熱敏開關的上殼體的俯視圖 °係"且衣有違熱敏開關的電池裝置的主要部分說明圖。 、=5所示的電池裝置，係串聯連接多個電池丨而形成的電 衣置，並在各電池丨上安裝有熱敏開關2以及導體板1工〜 U °、该熱敏開關2係大致由組合下殼體4及上殼體5而製成的 合1脂製的殼體3、在下殼體4成形時被一體化的良導電 、“屬板6 7、在上设體5成形時被一體化的良導電性的 雔屬板8 $層接合熱膨脹係數不同的2片金屬板而形成的 雙金屬片（包括把良導電性的銅板夾在中間作爲中間層的 二層金屬片)9、以及鉚接固定在該雙金屬片9的自由端部的 良導電性的可動接點構件1〇構成。而且，金屬板6〜8例如 由黃銅或磷青銅等製成，可動接點構件10例如由銅·鎳合 夕或銀錫氧化物等製成。另外，在雙金屬片9的中央部形成 有用於使翻轉動作可靠地進行的圓頂壯的翻轉部9a。 金屬板6具有··露出在下殼體4中的共用接點6a、向下殼 體4的外方凸出的共用端子6b、以及嵌在下殼體4内的傾斜 邛6c。同樣，金屬板7具有··露出在下殼體4的内底面上的 弟1固定接點7a、向下殼體4的外方凸出的第1端子7b、以及

O:\87\87962.DOC 1228328 甘欠在下殼體4内的傾斜部7c。金屬板§具有：露出在上殼體5 的内頂面上的第2固定接點8a、向上殼體5的外方凸出的第2 立而子8 b、以及肷在上设體5内的未圖示的傾斜部。雙金屬片 9的固定端部，藉由點焊等方法被固定在共用接點仏上，雙 金屬片9的自由端部，在相對向的第！固定接點以與第2固定 接點8a之間可進行變位（可擺動）。可動接點構件ι〇的向第工 固定接點7a—側凸出的部位可與該固定接點以相接觸或分 離，亦向第2固定接點8a-側凸出的部位可與該固定接點^ 相接離。 但是，如圖3所示，共用端子6b與第i端子％係從殼_ 下殼體4)起彼此向相反的方向被導出，第2端子扑，沿與共 用端子6b及第1端子7b的導出方向相交錯的方向（在本例中 爲垂直方向）從殼體3(上殼體5)導出。藉此，3個端子仍、几 、8b從殼體3向完全不相同的方向導出，提高了與導體板^ 〜13連接時的作業性，並且能夠減小將熱敏開關沒裝到電 池等發熱體或基板(未圖示)等上時的安裝面積(專用面積)。 另外’因爲與雙金屬片9的固定端部導通連接的共用端子 ㈣第i及第2端子7卜扑中的任意—個端子（在本實施例中 ，第1端子7b)從殼體3向互相相反的方向導出，所以在由鑲 嵌成形使端子6b及端子7b與殼體3(下殼體4)呈—體化時，处 夠利用由相同的帶鋼材料製成的金屬材料加工2個端子: 、7b ’生産性優越。 另外，在第2端子朴上，施以如圖3所示的彎曲加工，使 共用端子处與第i及第2端子7b、l個端子的下面位於同

O:\87\87962.DOC 1228328 一平面上，藉庇，介 使用。猎此’亦可以將熱敏開關2表面安裝到基板等上 安裝在各電池丨上的埶 係，如圖5所示，係第丨端:關2與導體板1 2 3〜4的連接關 ^ k ，、弟鳊子几與導體板7b連接，共用端子 6b與導體板12連接， 弟2鳊子8b與導體13連接。另外，導 板11與這些電池丨的負極 、 . 連接導體板12與這些電池i相鄰 =的電池1的正極連接，導體㈣與從這些電…相鄰 的另一方的電池1延伸出的另-導體板12連接。 而且’在雙金屬片9爲指宁 度以下的正常狀態（通常的 吏用狀恕）下如圖1所示，由於可動接點構件固定 接點7a接觸，故藉由雙金屬片9導通共用端子仙與第工端子 Γ，使導電板5、3之間閉合，導體12、U之間開放。但 在超過規疋μ度的南溫時，如圖2所示，由於雙金屬片

O:\87\87962.DOC 1 翻轉’故可動接點構件晴第1固定接點7a上分離並舆第2 2 =定接點8a接觸。即，因爲斷開共用端子此與第！端子㈣ 3 導，’共用端子6b與第2端子8b藉由雙金屬片9成爲導通的 4 合0 因舄安裝在各電池工上的熱敏開關2如上述般進行動作， 所以本貝施例的電池裝置，若有任意的電池!異常發熱，則 斷開向該電池1的通電，而附設在該電池1上的導體板13具 有旁路的功能。即，在圖5中，若將圖示中央的電池設爲^ 、與電池la的右侧相鄰的電池設爲比、與電池&的左側相 鄰的電池設爲1c，則如果該3個電la〜lc上沒有異常，則電 5 狀態，所以導體板5、3之間開放、導體板12、13之間閉 1228328 流經過附設在各電池的負極上的導體板12、丨丨流入，從各 電池的正極向相鄰的電池的導體板丨2輸送電流。但是，例 如若圖示中央的電池；^異常發熱，安裝在該電池u上的熱 破開關2的雙金屬片9翻轉，則由於如上所述可動接點構件 10從第1固定接點〜上分離而與第2固定接點心接觸，故附 設在電池la上的導體板12、丨丨之間開放、導體板12、13之 間閉合，如圖5所示的剖面線部分成爲導電通路。藉此，因 爲成爲從電池lb的正極向電池la用的導體板12流入的電流 ，並不流向電池la用的電體板u、而流向導體板13，所以 電流不從電池la的負極流入、其通電斷開， 過電池U用的導體板12、13、送出到電池_的導二 故電池1 b與電池1 c繞過電池i a、成爲被短路的狀態。 如此，本實施例的電池裝置，由於爲即使任意的電池ι 異常發熱，亦可確保繞過其電池丨的旁通路徑、使電源功能 不停止的構成，故能夠確保安全性且使用非常方便。此外 ，由於只要預先將在各電池丨上附設作爲預備路徑的導體板 13、與保護功能電路等的外部電路相連接，就能夠將電μ 的異常發熱資訊自動地向外部電路通報（輸出），故容易謀求 安全對策。 另外，在本實施例中，熱敏開關2，因爲將雙金屬片9的 一端侧設置成保持可動接點播& 動接點構件10的自由端部，將雙金屬 片9的另一端侧設置成盥丘用 取/…、用知子6b始終導通的固定端部 ’所以簡化了結構，同時，能奶 土 /一 ^ b夠了罪地進行與溫度變化相 對應的可動接點構件1〇盘各固 ”谷U疋接點7a、8a的接觸或分離

O:\87\87962.DOC 1228328 動作及隨之的導電通路的切換。而且，因爲第i固定接點〜 與第2固疋接點8a相對向，能夠使鉚接固定在雙金屬片9的 自由端部的可動接點構件10與各固定接點7a、“接觸或分 離，所以無需設置與旁通路徑用的固定接點8a相接離的專 用的可動接點構件。由此，能夠廉價地實現電池裝置的使 用方便及提高安全性。

此外，在2個固定接點7a、8a移位（錯位）而處於相對向的 狀態時，爲了可靠地進行接通/斷開動作，亦可以分別與第 1及第2固定接點7a、8a相對應而單獨設置2個可動接點構件 。另外，雖然共用接點6a和第i及第2固定接點〜、“分別 與構成共用端子6b和第1及第2端子7b、扑的金屬板6〜8一 體形成，但是根據需要，亦可將各端子讣、几、扑與由其 他構件構成的接點6a、7a、8a分別固定在金屬板6〜8上。

圖6係表示本發明的另一實施例的熱敏開關的正常狀 的。】視圖，圖7係表不該熱敏開關的雙金屬片翻轉後的狀 勺aj視圖在與圖1、2相對應的部分上使用相同符號。 2如圖6、7所示的熱敏開關中，由下殼體4的凸起部乜 上殼體5的凸起部5a夾持雙金屬片9的中央部，使雙金屬片 的兩端部可進行擺動(可變位)，在該兩端部上分別鉚接固 有可動接點構件10與可動接點構件15，並且，始終與金 =6相導通的良導電性的金屬板16與上殼心成爲一體。 孟屬板16 ’具有露出在上殼體5的内頂面的共用接點— =上设體5的外方凸出的共用端子㈣、以及嵌在上殼體^ 的傾斜部16。，可動接點構件15可與共用接點16禮共) 0：\87\87962.D〇( -12- 1228328 接點6a接離，雖然未圖示 相連接。 但疋共用端子16b與共 用端子6 b 而且’在雙金屬片9爲規定溫度以下的 使用狀態）下，如圖6斛-丄 狀心（通书的 图6所不，由於可動接點構件10與第〗固宏 接點7a接觸、可動接點構件15與共用接點^接觸，故夢由 雙金屬片9導通共用端子6b與第丨 曰 宕、、四疮沾古、垃·^ 1一疋，在超過規 同…如圖7所示’由於雙金屬片9翻轉，故可 動接點構件職第丨固定接點^上分離並 了 姥鎞、，〇 儿”弟2固疋接點8a 接觸’亚且可動接點構件15從共用接點6a±分離並愈丘用 接點16a接觸_。在此，因爲共用接點—藉由共用端子 6b、16b始終相導通’所以可動接點構件叫論與哪個共用 接點6a、16a接觸均電性等價，因此，藉由使可動接點構件 1〇從第1固定接點7a上離開並與第2固定接㈣相接觸，能 夠進行與上述實施例相同的切換動作。 b 此外，在上述各實施例中，亦可設置成在任意一個電池 異常發熱、雙金屬片9翻轉後，即使該電池的溫度降低，雙 金屬片9亦不恢復到正常狀態的結構。藉此，能夠可靠地將 有異常的電池維持在旁通模式，能夠進一步提高安全性。 根據本發明以上上述的方式實施，可獲致以下的效果。 该電池裝置中，由於若有任意一個電池異常發熱，則會 藉由附設在該電池上的熱敏開關等的切換機構斷開向該電 池的通電，並且向附設在這些電池上的預備路徑通電，所 以只要預先將該預備路控設成繞過該電池的旁通路彳①，就 可以繞過異常發熱的電池而繼續向其他的電池通電，能夠 O:\87\87962.DOC -13 - 1228328 避免電源功能的停止。另外， ,A 要將預傷路徑盥伴士篗 功能電路等外部電路相連接， ”保後 ^ ^ ’ 將電池的異常發埶資吒 【圖式簡單說明】 “易…全性的提高。 圖1係表示本發明實施例的熱敏開關的正常狀態的剖視 圖。 & 圖2係表示圖丨所示雙金屬片翻轉後狀態的剖視圖。 圖3係圖1、2所示熱敏開關的外觀圖。 圖4係除去圖丨〜圖3所示熱敏開關的上殼體的俯視圖。 圖5係組裝·有圖1〜圖4所示熱敏開關的電池裝置主要邛 刀的况明圖。 圖6係表示本發明另一實施例的熱敏開關正常狀態的 i目国《 ° 圖式代表符 號說明】 1 電池 laab?lc 電池 2 熱敏開關 3 殼體 4 下殼體 4a 凸起部 5 上殼體 5a 凸起部 6 金屬板

O:\87\87962.DOC -14 - 1228328 6a 共用接點 6b 共用端子 7 金屬板 7a 固定接點 7b 第1端子 8 金屬板 8a 固定接點 8b 第2端子 9 雙金屬片 10 -可動接點構件 11,12,13 導體板 15 可動接點構件 16 金屬板 16a 共用接點 16b 共用端子 16c 傾斜部 O:\87\87962.DOC -15-

Claims (1)

1228328 拾、申請專利範圍： h 一種電池裝置，其特徵在於： 在串聯連接的多個電池上分別設置有： 可作爲不經過該電池的導命 、 屯也扪v包通路而使用的預備路徑； 以及 在超過允許溫度時斷開向該電池的通電，而使上述預 備路徑成爲導電通路的切換機構。 、 2.如申請專利範圍第1項之電池裝置，其中：將相鄰接的一 個電池的上述預備路徑與另—個電池的上述切換機構相 連接。 . 3·如申請專利範圍第丨項之電池裝置，其中··將上述預備路 极與外部電路相連接。 4·如申請專利範圍第丨項之電池裝置，其中··上述切換機構 具有與該電池相連接的第丨固定接點、與上述預備路徑相 連接的第2固定接點、接合多個熱膨脹係數不同的金屬板 而構成且其自由端部可在上述第1及第2固定接點之間變 位的熱敏元件、以及位於該熱敏元件的自由端部並與上 述第1及弟2固定接點中任意一者接觸的可動接點部； 在允許溫度以下時，上述熱敏元件使上述可動接點部 與上述第1固定接點接觸，在超過允許溫度時，上述熱敏 元件翻轉而使上述可動接點部與上述第2固定接點接觸。 5·如申請專利範圍第2項之電池裝置，其中：上述切換機構 具有與該電池相連接的第1固定接點、與上述預備路徑相 連接的第2固定接點、接合多個熱膨脹係數不同的金屬板 O:\87\87962.DOC 1228328 而構成且其自由端部可在上述第1及第2固定接點之間變 位的熱敏元件、以及位於該熱敏元件的自由端部並與上 述弟1及弟2固疋接點中任意一者接觸的可動接點部； 在允許溫度以下時，上述熱敏元件使上述可動接點部 與上述第1固定接點接觸，在超過允許溫度時，上述熱敏 7L件翻轉而使上述可動接點部與上述第2固定接點接觸。 6. 如申請專利範圍第3項之電池裝置，其中：上述切換機構 具有與該電池相連接的第丨固定接點、與上述預備路徑相 連接的第2固定接點、接合多個熱膨脹係數不同的金屬板 而構成且其自由端部可在上述第丄及第2固定接點之間變 位的熱敏元件、以及位於該熱敏元件的自由端部並與上 述第i及第2固定接點中任意一個接觸的可動接點部； 在允許溫度以下時，上述熱敏元件使上述可動接點部 與上述Μ固定接點接觸，在超過允許溫度時，上述熱敏 元件翻轉而使上述可動接點部與上述第2固定接點接觸。 7. 如申請專利範圍第4項之電池裝置，其中：上述可動接點 部係使用被固定設置在上述熱敏元件的自由端部，且且 有向上述第i固定接點側凸出的部位及向上述^固定接 點側凸出的部位的接點構件。 8. 如申請專利範圍第5項之電池裝置 加〆m T ·上迹可動接點 邛係使用被固定設置在上述埶 ^ ^ 1…取π件的自由端部，且具 有向上述第1固定接點側凸出的 1议及向上述第2固定接 點側凸出的部位的接點構件。 9. 如申請專利範圍第6項之電池裝置 /、中·上述可動接點 O:\87\87962.DOC 1228328 部係使用被固定設置在上述熱敏元件的自由端部，且具 有向上述第1固定接點侧凸出的部位及向上述第2固定接 點侧凸出的部位的接點構件。 O:\87\87962.DOC