(57)【要約】【課題】電池パック内の配線によって二次電池の接続関係を機械的に切り替えられる電池パックを提供する。【解決手段】第１及び第２の電池Ｂ１、Ｂ２と、第１の電池Ｂ１の一方の極に接続された第１の並列接続端子ＴＰ１と、他方の極に接続された第１の直列接続端子ＴＤ１及び第２の並列接続端子ＴＰ１と、第２の電池Ｂ２の一方の極に接続された第２の直列接続端子ＴＤ２及び第３の並列接続端子ＴＰ３と、他方の極に接続された第４の並列接続端子ＴＰ４と、第１〜第３のジャンパ線Ｊ１〜Ｊ３と、第２のジャンパ線Ｊ２を第１及び第３の並列接続端子ＴＰ１、ＴＰ３から切り離し、第３のジャンパ線Ｊ３を第２及び第４の並列接続端子ＴＰ３、ＴＰ４から切り離す切り離し部品１１と、第１及び第２の直列接続端子ＴＤ１、ＴＤ２に接続される第１のジャンパ線Ｊ１と切り離し部品１１とを移動させる可動部品１２と備えて電池パック１を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電池及び第２の電池と、
前記第１の電池の一方の極に接続された第１の並列接続端子と、
前記第１の電池の他方の極に接続された第１の直列接続端子及び第２の並列接続端子と、
前記第２の電池の一方の極に接続された第２の直列接続端子及び第３の並列接続端子と、
前記第２の電池の他方の極に接続された第４の並列接続端子と、
前記第１の直列接続端子と前記第２の直列接続端子とに接続される第１のジャンパ線と、
前記第１の並列接続端子と前記第３の並列接続端子とに接続される第２のジャンパ線と、
前記第２の並列接続端子と前記第４の並列接続端子とに接続される第３のジャンパ線と、
前記第２のジャンパ線を前記第１の並列接続端子及び前記第３の並列接続端子から切り離し、前記第３のジャンパ線を前記第２の並列接続端子及び前記第４の並列接続端子から切り離す切り離し部品と、
前記第１のジャンパ線及び前記切り離し部品を移動させる可動部品と
を含む電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記第１のジャンパ線が前記第１の直列接続端子及び前記第２の直列接続端子から切り離されると、前記第２のジャンパ線は前記第１の並列接続端子及び前記第３の並列接続端子に接続され、前記第３のジャンパ線は前記第２の並列接続端子及び前記第４の並列接続端子に接続され、
前記第１のジャンパ線が前記第１の直列接続端子及び前記第２の直列接続端子に接続されると、前記切り離し部品は、前記第２のジャンパ線を前記第１の並列接続端子及び前記第３の並列接続端子から切り離し、前記第３のジャンパ線を前記第２の並列接続端子及び前記第４の並列接続端子から切り離す
電池パック。
【請求項３】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記第１の電池の一方の極に接続された第１の外部端子と、
前記第２の電池の他方の極に接続された第２の外部端子と
を更に含み、
前記第１の外部端子及び前記第２の外部端子が未接続の場合、前記第１のジャンパ線が前記第１の直列接続端子及び前記第２の直列接続端子から切り離され、且つ前記切り離し部品が作動しない位置に、前記可動部品は配置され、
前記第１の外部端子及び前記第２の外部端子が充電プラグの充電端子に接続された場合、前記第１のジャンパ線が前記第１の直列接続端子及び前記第２の直列接続端子に接続され、且つ前記切り離し部品が作動する位置に、前記可動部品は移動する
電池パック。
【請求項４】
請求項３に記載の電池パックであって、
前記可動部品は、前記充電プラグの駆動部によって移動させられる
電池パック。
【請求項５】
請求項３に記載の電池パックに対応する充電プラグであって、
前記第１の外部端子に接続される一方の極の充電端子と、
前記第２の外部端子に接続される他方の極の充電端子と、
前記可動部品を移動させる駆動部と
を含む充電プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック及び充電プラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックに含まれる複数の二次電池の接続関係を電池パックに接続されたプラグ内の配線によって切り替える技術が知られている。例えば、特許文献１を参照。
また、関連する技術として、充電器が接続されると、直列接続されていた複数の二次電池が相互に切り離される電池パックが知られている。例えば、特許文献２を参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−２４３７０号公報
【特許文献２】特開２００９−７２０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の二次電池の接続関係をプラグ内の配線によって切り替える上述の技術では、複数の二次電池夫々の正極端子又は負極端子に接続する各電力線をプラグ内に延伸する必要がある。この結果、電池パックとプラグとを繋ぐ接続端子の数が増加し、接続端子に物が触れてショートや漏電等の不具合が発生する虞が増加する。
【０００５】
本発明の一側面に係る目的は、電池パック内の配線によって二次電池の接続関係を機械的に切り替えられる電池パックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る一つの形態である電池パックは、第１の電池及び第２の電池を含む。また、電池パックは、第１の並列接続端子、第２の並列接続端子、第３の並列接続端子、第４の並列接続端子、第１の直列接続端子、及び第２の直列接続端子を含む。さらに、電池パックは、第１のジャンパ線、第２のジャンパ線、第３のジャンパ線、切り離し部品、及び可動部品を含む。
【０００７】
第１の並列接続端子は第１の電池の一方の極に接続され、第１の直列接続端子及び第２の並列接続端子は第１の電池の他方の極に接続されている。第２の直列接続端子及び第３の並列接続端子は第２の電池の一方の極に接続され、第４の並列接続端子は第２の電池の他方の極に接続されている。
【０００８】
第１のジャンパ線は、第１の直列接続端子と第２の直列接続端子とに接続される。第２のジャンパ線は、第１の並列接続端子と第３の並列接続端子とに接続される。第３のジャンパ線は、第２の並列接続端子と第４の並列接続端子とに接続される。
【０００９】
切り離し部品は、第２のジャンパ線を第１の並列接続端子及び第３の並列接続端子から切り離し、第３のジャンパ線を第２の並列接続端子及び第４の並列接続端子から切り離す。可動部品は、第１のジャンパ線及び切り離し部品を移動させる。
【発明の効果】
【００１０】
一実施形態に従った電池パックによれば、電池パック内の配線によって二次電池の接続関係を機械的に切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に従った電池パック、並びに該電池パックに接続される放電プラグ及び充電プラグの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態に従った電池パック、並びに該電池パックに接続される放電プラグ及び充電プラグの構成例を示す図である。図１に示す一例では、電池パック１は、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２を含む。また、電池パック１は、第１の並列接続端子ＴＰ１、第２の並列接続端子ＴＰ２、第３の並列接続端子ＴＰ３、第４の並列接続端子ＴＰ４、第１の直列接続端子ＴＤ１、第２の直列接続端子ＴＤ２、第１の外部端子ＴＯ１、及び第２の外部端子ＴＯ２を含む。さらに、電池パック１は、第１のジャンパ線Ｊ１、第２のジャンパ線Ｊ２、第３のジャンパ線Ｊ３、切り離し部品１１、及び可動部品１２を含む。
【００１３】
第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２は、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、又はリチウムイオンキャパシタといった１つ以上の二次電池セルである。
第１の並列接続端子ＴＰ１は第１の電池Ｂ１の一方の極（図１では正極）に接続され、第２の並列接続端子ＴＰ２は第１の電池Ｂ１の他方の極（図１では負極）に接続されている。第３の並列接続端子ＴＰ３は第２の電池Ｂ２の一方の極（図１では正極）に接続され、第４の並列接続端子ＴＰ４は第２の電池Ｂ２の他方の極（図１では負極）に接続されている。
【００１４】
第１の並列接続端子ＴＰ１、第２の並列接続端子ＴＰ２、第３の並列接続端子ＴＰ３、及び第４の並列接続端子ＴＰ４は、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が並列に接続される場合に用いられる。具体的には、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が並列接続される場合、第１の並列接続端子ＴＰ１と第３の並列接続端子ＴＰ３とは、第２のジャンパ線Ｊ２を介して接続される。また、第２の並列接続端子ＴＰ２と第４の並列接続端子ＴＰ４とは、第３のジャンパ線Ｊ３を介して接続される。
【００１５】
第１の直列接続端子ＴＤ１は第１の電池Ｂ１の他方の極（図１では負極）に接続され、第２の直列接続端子ＴＤ２は、第２の電池Ｂ２の一方の極（図１では正極）に接続されている。
【００１６】
第１の直列接続端子ＴＤ１及び第２の直列接続端子ＴＤ２は、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２を直列に接続するために用いられる。具体的には、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が直列接続される場合、第１の直列接続端子ＴＤ１と第２の直列接続端子ＴＤ２とは、第１のジャンパ線Ｊ１を介して接続される。
【００１７】
第１の外部端子ＴＯ１は第１の電池Ｂ１の一方の極（図１では正極）に接続され、第２の外部端子ＴＯ２は第２の電池Ｂ２の他方の極（図１では負極）に接続されている。
第１の外部端子ＴＯ１及び第２の外部端子ＴＯ２は、放電プラグ２を通じて第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２から負荷（不図示）に放電する場合に用いられる。具体的には、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が負荷に放電する場合、第１の外部端子ＴＯ１は、放電プラグ２の一方の極（図１では正極）の放電端子ＴＤＣ１に接続される。また、第２の外部端子ＴＯ２は、放電プラグ２の他方の極（図１では負極）の放電端子ＴＤＣ２に接続される。
【００１８】
また、第１の外部端子ＴＯ１及び第２の外部端子ＴＯ２は、充電プラグ３を通じて充電器（不図示）が第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２を充電する場合に用いられる。具体的には、充電器が第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２を充電する場合、第１の外部端子ＴＯ１は、充電プラグ３の一方の極（図１では正極）の充電端子ＴＣ１に接続される、また、第２の外部端子ＴＯ２は、充電プラグ２の他方の極（図１では負極）の充電端子ＴＣ２に接続される。
【００１９】
第１のジャンパ線Ｊ１は、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が直列接続される場合に、第１の直列接続端子ＴＤ１と第２の直列接続端子ＴＤ２とに接続される。第２のジャンパ線Ｊ２は、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が並列接続される場合に、第１の並列接続端子ＴＰ１と第３の並列接続端子ＴＰ３とに接続される。第３のジャンパ線Ｊ３は、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２が並列接続される場合に、第２の並列接続端子ＴＰ２と第４の並列接続端子ＴＰ４とに接続される。
【００２０】
切り離し部品１１は、第２のジャンパ線Ｊ２を第１の並列接続端子ＴＰ１及び第３の並列接続端子ＴＰ３から切り離し、第３のジャンパ線Ｊ３を第２の並列接続端子ＴＰ２及び第４の並列接続端子ＴＰ４から切り離すように作動する。
【００２１】
第１のジャンパ線Ｊ１及び切り離し部品１１は可動部品１２に固着される。なお、図１に示すように、切り離し部品１１は、バネ等の弾性部品１３を介して可動部品１２に固着されてもよい。
【００２２】
図１（Ａ）に示した構成例では、可動部品１２は、第１の外部端子ＴＯ１と第２の外部端子ＴＯ２とが設けられた表面と同じ表面内に設けられ、該表面から電池パック１の内部方向に移動可能に設けられる。
【００２３】
また、図１（Ａ）に示した構成例では、可動部品１２は、第１の直列接続端子ＴＤ１及び第２の直列接続端子ＴＤ２を電池パック１の内部に物理的に遮蔽する。即ち、第１の直列接続端子ＴＤ１、第２の直列接続端子ＴＤ２、及び第１のジャンパ線Ｊ１は、可動部品１２の表面よりも内側（稼動部品１２の表面から見て放電プラグ２または充電プラグ３とは反対側）にある。第１の直列接続端子ＴＤ１及び第２の直列接続端子ＴＤ２が外部から接触できないように物理的に遮蔽されることで、第１の直列接続端子ＴＤ１及び第２の直列接続端子ＴＤ２に物が触れてショートや漏電したりする虞をなくすことができる。
【００２４】
可動部品１２は、第１の外部端子ＴＯ１及び第２の外部端子ＴＯ１が未接続の場合に定位置に配置される。また、図１（Ａ）に示すように、第１の外部端子ＴＯ１が一方の極の放電端子ＴＤＣ１に接続され、第２の外部端子ＴＯ２が他方の極の放電端子ＴＤＣ２に接続された場合、可動部品１２は定位置に配置される。すなわち、可動部品１２は、電池パック１に接続された放電プラグ２の任意の部分によって移動させられない。ただし、第１の外部端子ＴＯ１が一方の極の放電端子ＴＤＣ１に接続され、第２の外部端子ＴＯ２が他方の極の放電端子ＴＤＣ２に接続される場合、可動部品１２は、第１のジャンパ線Ｊ１が第１の直列接続端子ＴＤ１と第２の直列接続端子ＴＤ２とに接続されない程度まで移動させられてもよい。
【００２５】
可動部品１２が定位置に配置されている場合、第１のジャンパ線Ｊ１は第１の直列接続端子ＴＤ１及び第２の直列接続端子ＴＤ２から切り離され、切り離し部品１１は作動しない。切り離し部品１１が作動しない場合、第２のジャンパ線Ｊ２は第１の並列接続端子ＴＰ１及び第３の並列接続端子ＴＰ３に接続され、第３のジャンパ線Ｊ３は第２の並列接続端子ＴＰ２及び第４の並列接続端子ＴＰ４に接続される。この結果、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２の夫々の一方の端子（図１では正極端子）は、第１の並列接続端子ＴＰ１、第２のジャンパ線Ｊ２、及び第３の並列接続端子ＴＰ３を介して相互に接続される。また、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２の夫々の他方の端子（図１では負極端子）は、第２の並列接続端子ＴＰ２、第３のジャンパ線Ｊ３、及び第４の並列接続端子ＴＰ４を介して相互に接続される。したがって、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２は並列に接続される。
【００２６】
並列接続された複数の二次電池は、単一の二次電池と比較して長時間に渡って所定の電圧を負荷に供給することができる。
一方、図１（Ｂ）に示すように、第１の外部端子ＴＯ１が一方の極の充電端子ＴＣ１に接続され、第２の外部端子ＴＯ２が他方の極の充電端子ＴＣ２に接続された場合、可動部品１２は、充電プラグ３の駆動部３１によって移動させられる。駆動部３１によって可動部品１２が移動させられると、可動部品１２は、第１のジャンパ線Ｊ１及び切り離し部品１１を移動させる。
【００２７】
図１（Ｂ）に示す構成例では、駆動部３１は、一方の極の充電端子ＴＣ１と他方の極の充電端子ＴＣ２とが設けられた表面から充電プラグ３の外部へ突出した凸部である。第１の外部端子ＴＯ１が一方の極の充電端子ＴＣ１に接続され、第２の外部端子ＴＯ２が他方の極の充電端子ＴＣ２に接続されると、駆動部３１は、電池パック１の内部方向へ可動部品１２を押し込む。駆動部３１によって可動部品１２が押し込まれると、可動部品１２は、第１のジャンパ線Ｊ１及び切り離し部品１１を電池パック１の内部方向に押し込む。
【００２８】
第１のジャンパ線Ｊ１及び切り離し部品１１が可動部品１２により移動させられた場合、第１のジャンパ線Ｊ１は、第１の直列接続端子ＴＤ１及び第２の直列接続端子ＴＤ２に接続される。また、切り離し部品１１は、作動して、第２のジャンパ線Ｊ２を第１の並列接続端子ＴＰ１及び第３の並列接続端子ＴＰ３から切り離し、第３のジャンパ線Ｊ３を第２の並列接続端子ＴＰ２及び第４の並列接続端子ＴＰ４から切り離す。この結果、第１の電池Ｂ１の他方の極（図１では負極）と第２の電池Ｂ２の一方の極（図１では正極）とは、第１の直列接続端子ＴＤ１、第１のジャンパ線Ｊ１、及び第２の直列接続端子ＴＤ２を介して相互に接続される。したがって、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２は直列に接続される。
【００２９】
並列接続された状態で各二次電池が充電される場合には、各二次電池に供給される所定の電流が合流する充電経路には大電流が流れる。しかしながら、直列接続された状態で各二次電池が充電される場合には充電経路に大電流は流れない。このため、充電経路を構成する電流経路（例えば、ケーブルやバスバー等）に大電流を流すための対策を施さなくてもよい。
【００３０】
このように、放電プラグ２が電池パック１に接続された場合には、電池パック１内の配線によって、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２は、並列接続に機械的に切り替えられる。一方、充電プラグ３が電池パック１に接続された場合には、電池パック１内の配線によって、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２は直列接続に機械的に切り替えられる。したがって、実施形態に従った電池パック並びに対応する放電プラグ及び充電プラグによれば、電池パック内の配線によって二次電池の接続関係を機械的に切り替えることができる。
【００３１】
また、充電プラグが電池パックに接続されない場合には、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２は直列に接続されない。例えば、第１の外部端子ＴＯ１と第２の外部端子ＴＯ２とが未接続の場合には、第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２は直列に接続されない。直列接続された複数の二次電池から外部端子に出力される電圧は、並列接続された複数の二次電池から外部端子に出力される電圧と比較して高圧である。したがって、実施形態に従った電池パックによれば、二次電池が直列接続された場合に、二次電池が並列接続された場合と比較して高電圧が印加された外部端子が未接続状態に置かれることがないため、高電圧が印加された外部端子に物が触れてショートしたり短絡する等の不具合の発生を回避できる。
【００３２】
なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
例えば、図１には、電池パック内の配線によって直並列が機械的に切り替えられる２つの二次電池（第１の電池Ｂ１及び第２の電池Ｂ２）が電池パックに含まれる構成例を示したが、実施形態に従った電池パックに含まれる二次電池の数は３つ以上であってもよい。
【００３３】
また、図１には、駆動部３１によって可動部品１２が押し込まれ、第１のジャンパ線Ｊ１及び切り離し部品１１が可動部品１２によって押し込まれる構成例を示した。しかしながら、例えば、充電プラグの駆動部によって可動部品が引き出され、第１のジャンパ線及び切り離し部品が可動部品によって押し込まれるように電池パック及び充電プラグを構成してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１    電池パック
２    放電プラグ
３    充電プラグ
１１    切り離し部品
１２    可動部品
１３    弾性部品
３１    駆動部
Ｊ１    第１のジャンパ線
Ｊ２    第２のジャンパ線
Ｊ３    第３のジャンパ線
ＴＣ１    一方の極の充電端子
ＴＣ２    他方の極の充電端子
ＴＤ１    第１の直列接続端子
ＴＤ２    第２の直列接続端子
ＴＤＣ１    一方の極の放電端子
ＴＤＣ２    他方の極の放電端子
ＴＯ１    第１の外部端子
ＴＯ２    第２の外部端子
ＴＰ１    第１の並列接続端子
ＴＰ２    第２の並列接続端子
ＴＰ３    第３の並列接続端子
ＴＰ４    第４の並列接続端子
【図１】
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