(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセル（１１）が積層されて構成され、複数の前記セル（１１）が電極端子（１２）を通じて連結されたセルモジュール（１０）と、
複数の前記セル（１１）の間に設けられた固定台（２０）と、
前記固定台（２０）に設置され、一端が電極端子（１２）とセル（１１）の連結部分に隣接するように位置され、他端が前記セル（１１）の中心部分に位置され、前記セル（１１）の膨張時に前記固定台（２０）を中心にシーソー回転することで前記電極端子（１２）と前記セル（１１）の連結を切断する加圧板（３０）と、
前記加圧板（３０）の他端部側に設けられ、前記セル（１１）が一定圧力以上に膨張した時に前記加圧板（３０）がシーソー回転するように前記加圧板（３０）に弾性力を付与する弾性部材（４０）と、を含むバッテリーの過充電防止装置であって、
複数の前記セル（１１）が互いに向い合うように配置され、前記セル（１１）それぞれの端部に電極端子（１２）の一端及び他端それぞれが連結され、前記セル（１１）それぞれの間に前記固定台（２０）が設置され、前記固定台（２０）の両側に前記加圧板（３０）それぞれがシーソー回転するように設置され、前記加圧板（３０）それぞれの一端部が、前記電極端子（１２）の一端及び他端と、前記セル（１１）と、の連結部分それぞれに隣接するように設置され、前記弾性部材（４０）が両側の前記加圧板（３０）の間に設置され、
複数のセル（１１）のうち、互いに隣接する２つのセル（１１）の一端部に前記電極端子（１２）の一端及び他端それぞれが連結され、前記２つのセル（１１）とそれらに隣接する他のセル（１１）の他端部に他の電極端子（１２）の一端及び他端それぞれが連結され、前記固定台（２０）、前記加圧板（３０）及び前記弾性部材（４０）が前記セル（１１）の間で両側にそれぞれ対向するように設置されることを特徴とするバッテリーの過充電防止装置。
【請求項２】
複数のセル（１１）が積層されて構成され、複数の前記セル（１１）が電極端子（１２）を通じて連結されたセルモジュール（１０）と、
複数の前記セル（１１）の間に設けられた固定台（２０）と、
前記固定台（２０）に設置され、一端が電極端子（１２）とセル（１１）の連結部分に隣接するように位置され、他端が前記セル（１１）の中心部分に位置され、前記セル（１１）の膨張時に前記固定台（２０）を中心にシーソー回転することで前記電極端子（１２）と前記セル（１１）の連結を切断する加圧板（３０）と、
前記加圧板（３０）の他端部側に設けられ、前記セル（１１）が一定圧力以上に膨張した時に前記加圧板（３０）がシーソー回転するように前記加圧板（３０）に弾性力を付与する弾性部材（４０）と、を含むバッテリーの過充電防止装置であって、
複数の前記セル（１１）が互いに向い合うように配置され、前記セル（１１）それぞれの端部に電極端子（１２）の一端及び他端それぞれが連結され、前記セル（１１）それぞれの間に前記固定台（２０）が設置され、前記固定台（２０）の両側に前記加圧板（３０）それぞれがシーソー回転するように設置され、前記加圧板（３０）それぞれの一端部が、前記電極端子（１２）の一端及び他端と、前記セル（１１）と、の連結部分それぞれに隣接するように設置され、前記弾性部材（４０）が両側の前記加圧板（３０）の間に設置され、
複数のセル（１１）のうち、互いに隣接する２つのセル（１１）の一端部に前記電極端子（１２）の一端及び他端それぞれが連結され、前記２つのセル（１１）とそれらに隣接する他のセル（１１）の他端部に他の電極端子（１２）の一端及び他端それぞれが連結され、前記固定台（２０）、前記加圧板（３０）及び前記弾性部材（４０）が前記セル（１１）の間で両側のいずれか一方に設置されることを特徴とするバッテリーの過充電防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーの過充電防止装置に係り、より詳しくは、バッテリーが過充電された時にバッテリーの電源を遮断するようにしたバッテリーの過充電防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車や燃料電池自動車は、ハイブリッド自動車を含め、車両を駆動する電気エネルギーを供給するために高電圧バッテリーを使用する。
このような高電圧バッテリーは、複数の単位電池またはモジュールを連結して高電圧バッテリーパックを構成し、これを利用して高電圧の電力を発生させる。
【０００３】
バッテリーパックとしては、高い集積度で積層することができ、蓄電容量に対す重量比が小さな、角形またはパウチ型電池などが主に使用される。バッテリーパックの単位電池（バッテリーセル）としては、容量に比して高出力であるリチウムイオン電池が多く使用されている。
【０００４】
しかし、リチウムイオン電池は根本的に安全性が低いという問題点がある。特にパウチ型電池の場合、電池ケースの機械的剛性が低く、密封部が分離された時に電解液などの発火性物質が漏洩して火事を起こす危険が高いという問題がある。
【０００５】
また、セル内部に電解液が封入されているために、バッテリーが過充電されると電圧が上昇し、過熱によってセル内部の電解液が分解し、セル内部に可燃性ガスが発生することで、パウチ自体が膨張するスウェリング現象が起こり、バッテリーの発火及び爆発の危険性が大きくなるという問題がある。
このため、バッテリーの過充電によるスウェリング現象が発生した時に、バッテリーの電源を強制的に遮断する技術が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００６】
図１は、従来技術によるバッテリー過充電時に電源を遮断する装置を示した構成図である。図１に示すように、従来技術によるバッテリー過充電時の電源遮断装置は、電極端子２の連結部品の一部が物理的に脆弱な構造で形成され、電池セル１がスウェリングして膨張した時に、膨張応力が電池セル１または単位モジュールの電極端子２の連結部品に集中し、スウェリングが所定値以上になった時、電極端子２の連結部品が破壊されて電気的結合が切断される。
【０００７】
しかし、前記した従来技術は、電極端子の連結部品が物理的に脆弱な構造で形成されているという特性上、電極端子の連結部品が物理的に弱体化され、電池セルの膨張作用は勿論、予想できない物理的な力や振動などによっても容易に破壊されてしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表第２００８−５４４４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述したような従来の問題点を解決するためになされたものであり、バッテリーの過充電時にバッテリーの電源を遮断して、バッテリーの安全性を向上させるバッテリーの過充電防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するための本発明のバッテリーの過充電防止装置は、複数のセルが積層されて構成され、複数のセルが電極端子を通じて連結されたセルモジュールと、複数のセルの間に設けられた固定台と、固定台に設置され、一端が電極端子とセルの連結部分に隣接するように位置され、他端がセルの中心部分に位置され、セルの膨張時に固定台を中心にシーソー回転することで電極端子とセルの連結を切断する加圧板と、加圧板の他端部側に設けられ、セルが一定圧力以上に膨張した時に加圧板がシーソー回転されるように加圧板に弾性力を付与する弾性部材と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、複数のセルがお互いに向い合うように配置され、セルそれぞれの端部に電極端子の一端及び他端それぞれが連結され、セルそれぞれの間に固定台が設置され、固定台の両側に加圧板それぞれがシーソー回転するように設置され、加圧板それぞれの一端部が電極端子の一端及び他端と、セルの連結部分と、にそれぞれ隣接するように設置され、弾性部材が両側の加圧板の間に設置されることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、加圧板の一端は、電極端子とセルの連結部分に向けて折曲して形成されることを特徴とする。
また本発明は、加圧板の他端は、膨張して圧力を加えるセルに向けて折曲して形成されることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、２個のセルが相互に向い合うように配置され、セルそれぞれの一端部に電極端子の一端及び他端それぞれが連結され、セルそれぞれの他端部に他の電極端子の一端及び他端それぞれが連結され、加圧板及び弾性部材が、２個のセル間の中央に設けられた固定台を中心にして両側にそれぞれが対向するように設置されることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、２個のセルが相互に向い合うように配置され、セルそれぞれの一端部に電極端子の一端及び他端それぞれが連結され、セルそれぞれの他端部に他の電極端子の一端及び他端それぞれが連結され、加圧板及び弾性部材が、２個のセル間の中央に設けられた固定台の何れか一側に設置されることを特徴とする。
そして本発明は、弾性部材が、スプリングであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
前記した課題を解決する手段を通じて本発明のバッテリーの過充電防止装置は、バッテリーの過充電によってセルが膨張した時に、セルの膨張圧力によって加圧板が固定台を中心にシーソー回転されることで、加圧板の一端部が電極端子とセルの連結部分を加圧し、前記連結部分が切れ、これによりバッテリーの電源が遮断される。よって、バッテリー過充電によるバッテリーの爆発及び火事危険が防止され、バッテリーの安全性能が強化される。
【００１６】
さらに、本発明のバッテリーの過充電防止装置は、加圧板をセルの両側それぞれに設置できるので、バッテリーが過充電された時に、両側の電極端子とセルの連結部分のうちの少なくとも一つの連結部分が切れて、バッテリーの電源遮断作用が効果的に行われる。
【００１７】
また、弾性部材によって、セルが一定圧力以上で膨張した時のみに加圧板がシーソー回転されるように加圧板に弾性力が付与されるので、過充電防止のための器具構造の信頼性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術によるバッテリー過充電時に電源遮断装置を示した構成図である。
【図２】本発明によるバッテリーの過充電防止装置の構成を示した斜視図である。
【図３】単位セルの膨張前後状態を示した図面である。
【図４】本発明によるバッテリーの過充電防止装置の作動状態を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、添付図面を参照し、本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。
図２は、本発明によるバッテリーの過充電防止装置の構成を示した斜視図である。
図２に示すように、本発明のバッテリー過充電防止装置は、主として、セルモジュール１０、固定台２０、加圧板３０、及び弾性部材４０を備える。
【００２０】
図３は、単位セルの膨張前後の状態を示した図面であり、図４は、本発明によるバッテリーの過充電防止装置の作動状態を示した概略図である。
図３及び図４に示すように、本発明のバッテリーの過充電防止装置は、複数のセル１１が積層されて構成され、電極端子１２により連結されたセルモジュール１０と、セル１１の間に設けられた固定台２０と、固定台２０に設置され、一端が電極端子１２とセル１１の連結部分に隣接するように位置され、他端がセル１１の中央部分に位置され、セル１１が膨張した時に固定台２０を中心にシーソー回転されることで電極端子１２とセル１１の連結を分離させる加圧板３０と、加圧板３０の他端部側に設けられ、セル１１が一定圧力以上に膨張した時に加圧板３０がシーソー回転されるように加圧板３０に弾性力を付与する弾性部材４０と、を含む。
【００２１】
即ち、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、バッテリーの過充電によってセル１１が膨張すると、セル１１の膨張圧力によって加圧板３０の他端部が押されて、加圧板３０が固定台２０を中心にシーソー回転される。これによって加圧板３０の一端部が電極端子１２とセル１１との連結部分を加圧し、セル１１と電極端子１２との連結を分離させ、これによりバッテリー電源を遮断することができる。
【００２２】
ここで、セルモジュール１０の外側には、セルモジュール１０をカバーすることができるセルモジュールハウジング（図示しない）を設置することができ、またセルモジュール１０を複数個連結して、バッテリーパックを構成することができる。
図４（ａ）に示すように、本発明のバッテリー過充電防止装置は、複数個の加圧板３０をセル１１の間に設置して構成することができる。
【００２３】
好適には、複数のセル１１が、お互いに向い合うように配置され、隣接する各セル１１、１１の端部に電極端子１２の一端および他端それぞれが連結され、両側のセル１１、１１の間に固定台２０が設置される。そして、固定台２０の両側に設けられた２個の加圧板３０、３０がそれぞれシーソー回転するように設置され、加圧板３０、３０の一端部が電極端子１２の一端及び他端と、セル１１、１１と、の連結部分に隣接するように設置される。また、弾性部材４０が両側の加圧板３０、３０の間に設置される。
【００２４】
すなわち、固定台２０が両側のセル１１、１１の間に設置され、
固定台２０を中心に固定台２０の両側に加圧板３０、３０が設置され、
加圧板３０、３０は両端部がセル１１、１１の中心部分と、電極端子１２及びセル１１の連結部分と、に接触して固定台２０を中心にしてシーソー回転可能に設置され、
弾性部材４０、４０は両側の加圧板３０、３０の間に付勢された状態で設置される。
【００２５】
図４（ｂ）に示すように、セル１１が膨張した場合、両側のセル１１、１１の間に位置した加圧板３０、３０の他端部が相互に近接する方向に押され、加圧板３０、３０が固定台２０を中心にシーソー回転される。これによって電源端子１２に接した加圧板３０の一端部は、お互いに離反した方向に押され、加圧板３０、３０の一端部が、電極端子１２の両端とセル１１、１１との連結部分それぞれを加圧する。これにより電極端子１２の両端とセル１１、１１の連結の少なくとも一つ以上が切断される。これによりバッテリーの電源が遮断される。
【００２６】
加圧板３０の一端は、電極端子１２とセル１１との連結部分に向けて折曲形成される。すなわち、電極端子１２と、セル１１の連結部分を加圧する加圧板３０の端部と、を連結部分に対して垂直に折曲形成することで、電極端子１２とセル１１の連結部分を更に確実に加圧することができる。
【００２７】
また、加圧板３０の他端は、膨張して圧力を加えるセル１１に向けて折曲形成される。すなわち、セル１１の膨張圧力によって加圧される加圧板３０の他端部分をセル１１に向けて折曲形成する。これによって、セル１１の表面に加圧板３０の他端が安定して接触し、セル１１の膨張によって発生したシーソー回転の回転力が加圧板３０の一端部に確実に伝達され、電極端子１２とセル１１との連結の遮断に対する信頼性が向上する。
【００２８】
２個のセル１１、１１が相互に向き合うように配置され、各セル１１、１１の一端部に電極端子１２の一端と他端とのそれぞれが連結され、各セル１１、１１の他端部に他の電極端子１２の一端と他端とのそれぞれが連結され、加圧板３０及び弾性部材４０が、セル１１、１１間の中央をに設けられた固定台２０を中心にして両側にそれぞれ対向するように設置される。
【００２９】
２個のセル１１、１１が相互に向き合うように配置され、各セル１１、１１の一端部に電極端子１２の一端と他端とのそれぞれが連結され、各セル１１、１１の他端部に他の電極端子１２の一端と他端とのそれぞれが連結され、加圧板３０及び弾性部材４０が、セル１１、１１の間の中央に設けられた固定台２０の何れか一側に設置される。
【００３０】
すなわち、二つのセル１１、１１の両側に電極端子１２がそれぞれ連結され、加圧板３０、３０がセル１１両側に設置されるか、又は何れか一側に設置されることで、過充電によってセル１１が膨張すれば、加圧板３０がシーソー回転して、両側の電極端子１２とセル１１との連結部分のうちの少なくとも一つの連結を切断する。これによって、バッテリーの電源を遮断して発火及び爆発の危険を防止する。
【００３１】
弾性部材４０は、スプリングを使用することができ、またスプリングと同一または類似の弾性力を有する他の弾性部材を使用することができる。
弾性部材４０は、加圧板３０、３０の間に付勢された状態で挿入される。セル１１が一定圧力以下の圧力で膨張した場合、スプリングによる付勢力がセル１１の膨張圧力より大きい場合は、加圧板３０のシーソー回転作用は起きない。
【００３２】
一方、セル１１が一定圧力以上の圧力で膨張する場合、セル１１の膨張圧力がスプリングの付勢力より大きくなると、加圧板３０のシーソー回転作用が起きる。ここで、一定圧力とは、セル１１の膨張によってバッテリー電源の遮断が必要な水準の圧力である。
【００３３】
したがって、バッテリー電源の遮断が必要な程度の大きい膨張圧力でセル１１が膨張した時に電極端子１２の接続が切断され、それより小さい膨張圧力でセル１１が膨張した時には、電極端子１２の接続が切断されない。これによって、過充電防止のための器具の信頼性をいっそう高めることができる。
【００３４】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１０      セルモジュール
１１      セル
１２      電極端子
２０      固定台
３０      加圧板
４０      弾性部材
【図１】
0005954960.tif 000002
【図２】
0005954960.tif 000003
【図３】
0005954960.tif 000004
【図４】
0005954960.tif 000005