专利名称：组合电池和电力消耗设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及组合电池和电力消耗设备。
背景技术：
电池组已经用在诸如移动电话、数字照相机、便携游戏机、笔记本型个人计算机和电动工具的各种便携设备中。而且，现在电池组不仅用在这些设备中，而且还用在需要较高输出或较高容量的领域中，例如电动助力自行车、电动车辆和家用电力存储装置。作为结合到电池组中的二次电池单元，锂离子二次电池单元是目前最常用的二次电池单元之一。锂离子二次电池单元可以通过充电而重复使用，并且由于诸如电压输出高、 能量密度高、自放电少和服务寿命长等许多特点而被广泛使用。而且，为了应对具有更高输出和更高容量的设备的需求，将许多二次电池单元(单一单元)串联或并联连接、从而以组合电池的形式使用的情况也在增加。虽然这样的应用具有很大的优点，但是由于要处理大量能量，所以需要比过去使用中更小心地对待。在构成组合电池的二次电池单元的劣化增加，以致出现了内部短路的情况中，过电流从并联连接到该二次电池单元的所有其他二次电池单元流入。如果出现这种现象，恐怕会引起这样的问题不仅是内部短路的二次电池单元，而且其他放电的二次电池单元也
快速产生热量。
发明内容
作为解决这种问题的手段，在日本未审查的专利申请中公开No. 2008-135342公开的技术中，通过在二次电池单元并联连接的部分设置诸如恒流二极管的限流元件，抑制过电流的生成。然而，在上述日本未审查的专利申请公开所公开的技术中，存在的问题是不仅二次电池单元的布置受到限流元件的形状限制，而且使二次电池单元互相连接的导电组件也很复杂，此外，也增加了生产成本。因此，期望提供下述的组合电池以及结合了这种二次电池的电力消耗设备尽管组合电池的配置和结构简单，但是即使在构成组合电池的二次电池单元中出现内部短路的情况下，也可以保证高安全性。根据本发明第一实施方式至第三实施方式中的每一个，提供了一种组合电池，包括多个二次电池单元串联模块，各个模块均具有多个串联连接的二次电池单元，其中，在各个二次电池单元串联模块中，二次电池单元通过第一连接件串联连接，以及构成二次电池单元串联模块的二次电池单元和构成邻近前述二次电池单元串联模块的二次电池单元串联模块的二次电池单元通过第二连接件并联连接。而且，在涉及本发明第一实施方式的组合电池中，第二连接件的电阻值可高于第一连接件的电阻值，并且构成第二连接件的材料的熔点可低于构成第一连接件的材料的熔
点ο此外，在涉及本发明第二实施方式的组合电池中，第二连接件的电阻值可高于第一连接件的电阻值，并且断流器可设置在各个二次电池单元串联模块的一端。此外，在涉及本发明第三实施方式的组合电池中，第二连接件的电阻值可高于第一连接件的电阻值，并且当电连接到组合电池的负载的电阻值设定为Rtl并且第二连接件的电阻值设定为&的时候，满足1 2/礼^ 2的关系。根据本发明第四实施方式，提供了一种组合电池，包括多个二次电池单元串联模块，各个模块均具有串联连接的多个二次电池单元，其中，在各个二次电池单元串联模块中，二次电池单元通过第一连接件串联连接并通过第一连接件互相支撑，构成二次电池单元串联模块的二次电池单元和构成另一个二次电池单元串联模块的二次电池单元通过第二连接件并联连接并通过第二连接件互相支撑，并且第二连接件的电阻值高于第一连接件的电阻值。在涉及本发明第一实施方式至第四实施方式的组合电池中，第二连接件的电阻值高于第一连接件的电阻值。因此，在二次电池单元中未出现内部短路的情况下(下文中，这种二次电池单元称为“正常二次电池单元”)，在组合电池的操作进入平衡状态之后，电流基本不在构成彼此相邻近的二次电池单元串联模块的二次电池单元之间流动。另一方面，在二次电池单元中已经出现内部短路的情况中(下文中，这种二次电池单元称为“异常二次电池”)，电流从构成邻近二次电池单元串联模块的二次电池单元流入异常二次电池单元。 然而，由于插入了第二连接件，可以保持低电流值。这样，在涉及本发明第一实施方式至第四实施方式的组合电池中，不必提供特殊元件，尽管配置和结构简单，但是即使在构成组合电池的二次电池单元中已经出现内部短路的情况下，也可以保证高安全性，并且不会导致生产成本的显著增加。而且，在涉及本发明第一实施方式的组合电池中，由于构成第二连接件的材料的熔点低于构成第一连接元件的材料的熔点并且在大电流流入第二连接件的情况下第二连接件被熔化和切断，所以第二连接件也起到熔断器的功能，从而可以保证更高的安全性。而且，在涉及本发明第二实施方式的二次电池中，由于断流器设置在各个二次电池单元串联模块的一端，在大电流流入二次电池单元串联模块的情况下，断流器工作，由此从二次电池组单元串联模块的输出被停止，从而可以保证更高的安全性。而且，在涉及本发明第三实施方式的组合电池中，由于负载的电阻值和第二连接件的电阻值满足预定关系，所以可以有效地抑制二次电池单元中电流方向不同于正常方向的电流的产生。而且，在涉及本发明第四实施方式的组合电池中，由于二次电池单元通过第一连接件和第二连接件互相支撑，所以便于组合电池的处理等。
图IA和图IB分别是从一侧和相反侧观察的实施例1的组合电池的示意图；图2是实施例1的组合电池正常工作时的电路图；图3是构成实施例1的组合电池的二次电池单元中出现异常时的电路图；图4是实施例2的组合电池正常工作时的电路图；图5是构成实施例2的组合电池的二次电池单元中出现异常时的电路图。
具体实施例方式
5
下文中，将参照附图基于实施例描述本发明。然而，本发明并不限于实施例，并且实施例中的各种数值或材料是示例性的。另外，将以下述顺序进行描述。1.涉及本发明第一实施方式至第四实施方式的组合电池和全面的说明。2.实施例1(涉及本发明第一实施方式、第三实施方式和第四实施方式的组合电池)。3.实施例2(涉及本发明第二实施方式、第三实施方式和第四实施方式的组合电池)和其他内容。涉及本发明第一实施方式至第四实施方式的组合电池和全面的说明涉及本发明第一实施方式的组合电池中，优选的实施方式是，构成第二连接件的材料的熔点为，例如232°C (这是锡的熔点)或更低。然而，不限于此。在涉及包括上述优选实施方式的本发明第一实施方式的组合电池中，或者涉及本发明第二实施方式至第四实施方式的组合电池中，优选的实施方式是，当第一连接件的电阻值设定为R1并且第二连接件的电阻值设定为&时，满^ 10的关系，优选满足
R1彡100的关系。在涉及包括上述优选实施方式的本发明第一实施方式、第三实施方式或第四实施方式的组合电池中，可以采用这样的配置断流器设置在各个二次电池单元串联模块的一端，而且在这种情况中，可以采用这样的配置二次电池单元中出现异常(例如，内部短路) 时，在除了包括出现异常的二次电池单元的二次电池单元串联模块以外的二次电池单元串联模块中的断流器执行中断操作，更进一步，可以采用这样的配置通过断流器的中断操作来检测二次电池单元中异常的出现。这里，如果断流器串联连接在例如各个二次电池单元串联模块的输出端和二次电池单元之间，将是优选的。熔断器或PTC(正温度系数)热敏电阻可以作为断流器的例子。在通过断流器的中断操作来检测二次电池单元中异常的出现的配置的情况下，具体地，如果设置有检测例如断流器的导通/非导通状态的检测部，并且通过检测导通状态下的断流器至非导通状态的转换来检测断流器的中断操作的发生，将是优选的。涉及本发明第二实施方式的组合电池同样如此。在涉及包括上述优选实施方式的本发明第一实施方式、第二实施方式或第四实施方式的组合电池中，可以是这样的实施方式当电连接到组合电池的负载的电阻值设定为 R0并且第二连接件的电阻值设定为&时，满足&/RC) ^ 2的关系，优选地，满足IViRtl ^ 10 的关系。这里，作为Rtl的值，0.1 Ω至10Ω的范围内的值可以作为例子。然而，不限于此。 涉及本发明的第三实施方式的组合电池同样如此。在涉及包括上述实施方式的本发明第二实施方式的组合电池中，可以做出这样的配置当二次电池单元中出现异常(例如，内部短路)时，除了包括出现异常的二次电池单元的二次电池单元串联模块外的二次电池单元串联模块中的断流器执行中断操作，更进一步，可以做出这样的配置通过断流器的中断操作来检测二次电池单元中异常的出现。在涉及本发明第一实施方式的组合电池中，作为构成第二连接件的材料，可以是例如锡(熔点:2320C )；由 Taihei Metal Industry Co.，Ltd.所制的 SK-ALL0Y 系列(熔点130°C至 170°C )或 TSK 系歹Ij (熔点139°C至 170°C )；由 Osaka Asahi Metal Mfg. Co.， Ltd.所制的U合金系列；In(铟；熔点157°C)；铟金基低熔点合金；锡(Sn)基高温焊料，例如 Sn80A^1 (熔点:220°C至 370°C )或 Sn95Cu5 (熔点227°C至 370°C )；铅(Pb)基高温焊料，例如 Pb97.5A&5(熔点304°C )，Pb945Ag5.5 (熔点304°C至 365°C )，或 Pb97.5Agl.5Sni.Q (熔点 309°C)；锌(Zn)基高温焊料，例如Si95Al5 (熔点380°C)；锡铅基标准焊料，例如Sn5Pb95 (熔点3000CM 3140C )或 Sn2Pb98(熔点316°C至 322°C )；或铜焊材料，例如 Au88Ga12(熔点 381°C )(所有上述下标表示原子百分比)。在一些情况下，例如还可以通过在带形绝缘材料上镀这样的材料来获得第二连接件。而且，在涉及本发明第一实施方式至第四实施方式的组合电池中，作为构成第一连接件的材料，作为例子可以是诸如铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)或铬(Cr)的金属或它们的合金。在涉及本发明第四实施方式的组合电池中，为了通过第一连接件互相支撑二次电池单元，如果第一连接件由例如具有刚性的上述带形材料制成将是优选的。类似地，为了通过第二连接件互相支撑二次电池单元，如果第二连接件由例如具有刚性的上述带形材料制成将是优选的。在涉及本发明第一实施方式至第四实施方式的组合电池中，如果根据二次电池单元的安装了第一连接件的部分的材料或者构成第一连接件的材料适当选择二次电池单元上第一连接件的安装方法，将是优选的，并且作为安装方法，可以是包括超声焊接法或电阻焊接法的焊接法(welding method)、压力焊接法、铜焊法或钎焊法(soldering method)。二次电池单元上第二连接件的安装方法同样如此。另外，替代在二次电池单元上安装第二连接件，第二连接件还可安装在被安装于二次电池单元上的第一连接件上。在涉及本发明第一实施方式的组合电池中，第二连接件的电阻值高于第一连接件的电阻值，以及在涉及本发明第一实施方式至第四实施方式的组合电池的优选实施方式中，满足R2A1彡10的关系。然而，可以通过适当地选择构成第一连接件和第二连接件的材料并适当地选择第一连接件和第二连接件的横截面积来达到这种要求。作为二次电池单元，可以为锂离子二次电池。然而，并不限于此，并且如果所用的二次电池单元的类型是依据所要求的特性来适当选择的，将是优选的。二次电池单元的配置和结构可以设置为现有的配置和结构，并且二次电池单元的形状也可以设置为现有的圆柱形或方形。为了控制组合电池的充电和放电，优选的是通过组合电池和充放电控制电路来构成电池组。充放电控制电路可以通过设置有MPU或存储部(包括，例如EEPR0M)的现有电路来构成。如果充放电控制电路的电源由构成组合电池的二次电池单元构成，将是优选的。充放电控制电路设置有现有的电池保护电路，以及为了适当地停止电池的功能，如果使电池保护电路工作，将是优选的。本发明中的组合电池可以应用到各种电力消耗设备，例如，电动车辆(包括混合动力车辆)、高尔夫球车、电动运输车、电动摩托车、电动踏板车、电动助力自行车、铁路车辆、诸如电钻的电动工具、电源单元、家用能源服务器(家用电力存储装置)、个人计算机、 移动电话、PDA(个人数字助理)、数字照相机、摄像机、摄录像机、电子书、电子字典、音乐播放器、收音机、耳机、无线电话子机、电动剃须刀、冰箱、空调、电视机、图像显示装置、监视器、立体声装置、热水器、微波炉、洗碗机、洗衣机、干燥器、诸如室内灯的照明设备、游戏机、 导航系统、存储卡、起搏器、助听器、医用器械、玩具、机器人、负载调节器和信号设备，并可以用作这些电力消耗设备的驱动电源或辅助电源。也就是说，根据本发明实施方式的电力消耗设备设置有涉及包括上述各种优选实施方式和配置的本发明第一实施方式至第四实施方式中的各个的组合电池。或者，本发明的组合电池可以应用到诸如用于包括住宅的建筑或发电设施的电力存储用电源的设备，例如，还可以用于向这些设备供应电力，还可以用作所谓智能电网中的电力存储装置。另外，这种电力存储装置可以不仅供应电力，还可以通过从另一个电源接收电力供应来存储电力。而且，本发明中的组合电池还可以并入家用能源管理系统(HEMS)或建筑能源管理系统(BEMS)。而且，作为用于向构成组合电池的二次电池单元充电的电源，作为例子不仅可以是商业电源，还可以是各种太阳能电池、燃料电池、 火力发电设施、核发电设施、水力发电设施、风力发电机、小型水力发电机、地热发电机等， 而且还可以是电力消耗设备所产生的再生能源。然而，并不限于此。实施例1实施例1涉及与本发明第一实施方式、第三实施方式和第四实施方式有关的组合电池。图IA示出了从一侧观察的实施例1的组合电池的示意图，而图IB示出了从相反侧观察的实施例1的组合电池的示意图。此外，图2和3示出了实施例1的组合电池的电路图。后面将要描述的实施例1或实施例2的组合电池IOA或IOB是包括多个(在示出的例子中为四个)二次电池单元串联模块20组合电池，各个二次电池单元串联模块20均具有多个(在示出的例子中为四个)串联连接的二次电池单元21。也就是，构成组合电池的二次电池单元21的数量在示出的例子中为16个。然而，构成组合电池的二次电池单元的数量不限于此。而且，在每个二次电池单元串联模块20中，二次电池单元21通过第一连接件31串联连接，而构成二次电池单元串联模块20的二次电池单元21和构成邻近前述二次电池单元串联模块20的二次电池单元串联模块20的二次电池单元21通过第二连接件 32并联连接。也就是说，当构成二次电池单元串联模块20的串联连接的二次电池单元21 的数量设定为N并且二次电池单元串联模块20的数量设定为M时，构成各个二次电池单元串联模块20的第n(n = 1,2...或N)个二次电池单元21在M 二次电池单元串联模块20 中并联连接。在随后将描述的实施例1或实施例2中，二次电池单元21被设定为圆柱形锂离子二次电池。然而，并不限于此。为了控制组合电池IOA或IOB的充放电，组合电池IOA或 IOB经由配线连接到充放电控制电路(未示出)，以及电池组由组合电池IOA或IOB和充放电控制电路构成。充放电控制电路由设置有MPU或存储部(包括，例如EEPR0M)的现有电路构成。充放电控制电路设置有现有的电池保护电路，以及为了适当地停止电池组的功能， 使电池保护电路工作。而且，在实施例1中，第二连接件32的电阻值&高于第一连接件31的电阻值队。 此外，构成第二连接件32的材料的熔点低于构成第一连接件31的材料的熔点。在实施例1中，具体地，第一连接件31由铜(熔点1084°C )制成的带形材料构成，并且二次电池单元21的正极和邻近前述二次电池21的二次电池单元21的负极通过第一连接件31互相连接。具体地，第一连接件31基于电阻焊接法固定到正极和负极。而且， 在实施例1中，第二连接件32由带形材料构成，其中，例如，锡(熔点232°C )镀层形成在诸如ABS树脂的绝缘材料的一个表面上，并且二次电池单元21的正极或负极通过第二连接件32连接到邻近前述二次电池单元21的二次电池单元21的正极或负极。具体地，第二连接件32基于电阻焊接法固定到已固定至二次电池单元21的第一连接件31上。这里，构成第一连接件31的材料铜的室温下的体积电阻值是1.72Χ10_8Ω ·πι，而构成第二连接件32 的材料锡的室温下的体积电阻值是υ8Χ10_7Ω ·πι。而且，如果第一连接件31的厚度、宽度和长度分别设定为0. 1mm、15mm和20mm，而第二连接件32的锡镀层的厚度、宽度和长度分别设定为0. 01mm、0. 2mm和40mm，则队=0. 2 Ω，而民=2. 56 Ω。另夕卜，满足彡10的关系。实施例1的组合电池IOA是这样的包括多个二次电池单元串联模块20的组合电池，每个模块20均具有串联连接的多个二次电池单元21。然后，根据涉及本发明第四实施方式的组合电池来进行说明，在每个二次电池单元串联模块20中，二次电池单元21通过第一连接件31串联连接，并通过第一连接件31互相支撑，构成二次电池单元串联模块20的二次电池单元21和构成另一个二次电池单元串联模块20的二次电池单元21通过第二连接件32并联连接，并通过第二连接件32互相支撑。也就是，在没有任何辅助的情况下维持图IA和图IB中所示的状态。而且，第二连接件32的电阻值民高于第一连接件31的电阻值队。这样，由于二次电池单元21通过第一连接件31和第二连接件32互相支撑，所以便于组合电池的处理等。此外，根据涉及本发明第三实施方式的组合电池进行说明，实施例1的组合电池 IOA电连接到例如电动助力自行车、电动踏板车、电动车辆的马达或家用电器设备的负载 50。这里，第二连接件32的电阻值&高于第一连接件31的电阻值R1,并且当负载的电阻值设定为Rtl时，Rtl的最大值是例如R。= 1 Ω，并且满足R2ZiRciS 2的关系。因此，可以有效地抑制二次电池单元21中流向不同于正常方向(二次电池单元中电流的逆电流)的电流的产生。在下述说明中，为方便起见，包括异常二次电池单元的二次电池单元串联模块称为“异常二次电池单元串联模块”，以及为方便起见，仅包括正常二次电池单元的二次电池单元串联模块称为“正常二次电池单元串联模块”。只要放电时在二次电池21单元在性能上没有偏差(bias)，并且组合电池IOA的放电状态变为平衡状态之后，如图2的电路图中所示，电流流入在二次电池单元21中。也就是说，在除二次电池单元串联模块的最后阶段外的阶段中，电流不会在并联方向上流动。另夕卜，在图2至图5中，流动的电流的流向由箭头指示。这里，如图3中所示，在第三个二次电池单元串联模块的第三个二次电池单元21A中出现内部短路的情况下，电流从构成邻近正常二次电池单元串联模块的二次电池单元21流入包括异常二次电池单元21A的构成异常二次电池单元串联模块的二次电池单元21。然而，由于插入了第二连接件32，可以保持低电流值。这样，在实施例1的组合电池IOA中，尽管配置和结构简单，但是即使在构成组合电池IOA的二次电池单元21中出现内部短路的情况下也可以保证高安全性。而且，在实施例1的组合电池IOA中，由于构成第二连接件32的材料的熔点低于构成第一连接件31的材料的熔点，在大电流流入第二连接件32的情况下，如下文的描述，第二连接件32被熔化和切断，从而起到熔断器的功能，从而可以保证更高的安全性。二次电池单元21的输出电压被设定为3. 7伏，而二次电池单元21的内部电阻值A被设定为0.01 Ω。而且，M设定为4，而N设定为4。附带地，由于负载的电阻值R0是1 Ω，如果二次电池单元21Α进入短路状态，714毫安的电流I32a流入第二连接件32Α。也就是说，产热量变为I32aXR22 = 0.714X2. 562 = 4.68瓦。而且，第二连接件 32由锡制成，锡的比热是0. 22J.IT1 · 而密度是7.31X10_3g/mm3。而且，第二连接件 32的体积是0. OlmmXO. 2mmX40mm = 0. 08mm3，而质量是5. 85X 1(Γ4克。所以，热容变为1. 29X IO^4J .Κ—1。如果第二连接件32的温度设定为25°C，则它和熔点232°C之间的温度差变为207°C，熔化第二连接件32所需的能量变为0. 027J,而第二连接件32A在0. 006秒内被熔化。实施例2实施例2涉及与本发明第二实施方式、第三实施方式和第四实施方式有关的组合电池。从一侧观察的实施例2的组合电池的示意图以及从相反侧观察的实施例2的组合电池的示意图与图IA和图IB相同。图4和5示出了实施例2的组合电池的电路图。同样在实施例2的组合电池IOB中，第二连接件62的电阻值&高于第一连接件 61的电阻值礼。而且，断流器40设置在各个二次电池单元串联模块20的一端。另外，在图IA和图IB中，断流器40未示出。断流器40串联连接在二次电池单元串联模块20的输出端和二次电池单元21之间。断流器40具体地由熔断器(电力熔断器)构成，并且如果流过10安培电流就熔化、切断。在实施例2中，当二次电池单元中出现异常(例如，内部短路)时，除包括出现异常的二次电池单元的二次电池单元串联模块(异常二次电池单元串联模块)外的二次电池单元串联模块(正常二次电池单元串联模块)中的断流器40执行中断操作。而且，通过断流器40的中断操作来检测二次电池单元中异常的出现。具体地， 设置检测断流器40的导通/非导通状态的检测部，通过在充放电控制电路(未示出)中检测导通状态的断流器40至非导通状态的转换可以检测到断流器40中产生中断操作。作为检测断流器40的导通/非导通状态的检测部，更具体地，可以是使用晶体管的导通检测电路。在实施例2中，第一连接件61由铜制成，而第二连接件62由镍铬合金(室温下的体积电阻值为1.40Χ10_6Ω .m)制成。具体地，由于第一连接件61的厚度、宽度和长度分别设定为0. 1mm、15mm和20mm，所以队=0. 2 Ω。另一方面，由于第二连接件62的厚度、宽度和长度分别设定为0. 02mm、0. Imm和40mm，所以& = 28. 0 Ω。另外，满足彡10的关系。而且，二次电池单元21的正极和邻近前述二次电池单元21的二次电池单元21的负极，基于电阻焊接法通过第一连接件61而彼此连接。而且，二次电池单元21的正极或负极， 基于电阻焊接法，通过第二连接件62连接到邻近前述二次电池单元21的二次电池单元21 的正极或负极。更具体地，第二连接件62基于电阻焊接法，固定到已固定至二次电池单元 21的第一连接件61上。另外，同样在实施例2中，类似于实施例1，第二连接件62也可由镍铬合金镀层形成在诸如ABS树脂的绝缘材料的一个表面上的带形材料构成。这样，可以采用这样的配置 在各个二次电池单元串联模块20中，二次电池单元21通过第一连接件61串联连接并通过第一连接件61互相支撑，并且构成二次电池单元串联模块20的二次电池单元21和构成另一个二次电池单元串联模块20的二次电池单元21通过第二连接件62并联连接，并通过第二连接件62互相支撑。也就是，在没有辅助的情况下维持图IA和图IB所示的状态。实施例2的组合电池IOB电连接到例如电动助力自行车、电动踏板车、电动车辆的马达或家用电器的负载50。这里，第二连接件62的电阻值&高于第一连接件61的电阻值 R1,以及当负载的电阻值设定为Rtl时，Rtl的最大值是，例如，R0= 10 0，并且满足1 2/礼彡2 的关系。同样在实施例2中，二次电池单元21的输出电压设定为3. 7伏，而二次电池单元
1021的内部电阻值rQ设定为0.01。另外，由于队=0. an并且二次电池单元21的内部电阻值rQ是0. 01 Ω，所以第一连接件61的电阻值是可忽略不计的值。而且，M设定为4，N设定为4。如果10欧姆的负载50连接到组合电池IOB (更具体地，电池组)，那么在组合电池 IOB的放电状态变为平衡状态之后，从每个二次电池单元21流动0. 37安培的电流，而1. 48 安培的电流流到负载50。此时，电流并不没有流到并联方向的第二连接件62(参照图4)。这里，如果二次电池单元21中出现内部短路，那么23. 3安培的电流从除异常二次电池单元串联模块20外的各个正常二次电池单元串联模块20流出，并且68. 8安培的电流试图流入异常二次电池单元串联模块20。在实施例2中，断路器40(由如果10安培电流流过就熔化和切断的熔断器制成)设置在各个二次电池单元串联模块20的输出端侧。所以，在除异常二次电池单元串联模块20外的各个正常二次电池串联模块20中所有断流器 40被熔化和切断。然后，如图5中所示，通过第二连接件62，电流从邻近正常二次电池单元串联模块20流入异常二次电池单元串联模块20，并且电流仅从异常二次电池单元串联模块20输出。另外，电流全部流入邻近异常二次电池单元21Α的两个第二连接件62，在不邻近异常二次电池单元21Α的第二连接件62中并没有流过太多电流。此时，由于没有任何二次电池单元被暴露于快速放电或充电，所以可以安全地使用组合电池10Β。然而，由于正常二次电池单元串联模块的电压是14. 8伏，而出现对应于一个二次电池单元的电压下降，所以获得11. 1伏。因此，1.11安培的电流流到10 Ω的负载50。通过监测断流器40的瞬时压降或熔断状态，可以在没有监测每个二次电池单元的状态的情况下确定二次电池单元中内部短路的出现。因此，在该组合电池(更具体地，电池组)中，可以向使用该电池组的设备发送异常信号。例如，在用于电动车辆的情况下，响应于异常，电动车辆侧可以切换连接到备用组合电池(电池组)或通知用户出现异常，从而提醒用户在短时间内将车辆停在安全的地方。这样，在实施例2的组合电池IOB中，由于组合电池IOB设置有第二连接件62，所以尽管配置和结构简单，但是即使在构成组合电池IOB的二次电池单元21中出现内部短路的情况下也可以保证高安全性。而且，在实施例2的组合电池IOB中，由于断流器40设置在每个二次电池单元串联模块20的一端，所以在二次电池串联模块20中流经大电流的情况下，断流器40工作，从而来自一些二次电池串联模块20的输出被停止，来自剩余二次电池串联模块20的输出未被停止，从而可以保证更高的安全性。在上文中基于优选实施例对本发明进行了描述。然而，本发明并不限于这些实施例。实施例中描述的组合电池、电池组等的配置、结构、连接关系等等是示例性的并可以适当地改变。实施例2的组合电池可以应用到实施例1中描述的组合电池。本发明中的组合电池可以应用到例如电动车辆(包括混合动力车辆)、高尔夫球车、电动手推车、电动摩托车、 电动踏板车、电动助力自行车、铁路车辆的电力消耗设备。而且，可以使组合电池放电，用于驱动设置在前述各个设备上的、并且通过供应电力将电力转换为驱动力的转换装置(具体地，例如马达)，而且可以通过使用来自这样的装置的再生能源来对组合电池充电。另外，这些电力消耗设备均设置有，例如，包括剩余电量显示器的控制装置、或基于关于二次电池单元的信息执行关于电力消耗设备的控制的信息处理的控制装置。本发明包含2010年11月1日在日本专利局提交的日本在先专利申请JP2010-245199中公开的主题，通过引用将其全部内容结合到本文。 本领域内技术人员应该理解的是，根据设计要求和其他因素，在所附权利要求的范围内或其等同范围内，可以进行各种改进、组合、子组合和变化。
权利要求
1.一种组合电池，包括多个二次电池单元串联模块，各个二次电池单元串联模块具有串联连接的多个二次电池单元；其中，在各个二次电池单元串联模块中，所述二次电池单元通过第一连接件串联连接；构成二次电池单元串联模块的二次电池单元和构成邻近前述二次电池单元串联模块的二次电池单元串联模块的二次电池单元通过第二连接件并联连接； 所述第二连接件的电阻值高于所述第一连接件的电阻值，并且构成所述第二连接件的材料的熔点低于构成所述第一连接件的材料的熔点。
2.根据权利要求1所述的组合电池，其中，构成所述第二连接件的材料的熔点为232°C 或更低。
3.根据权利要求1所述的组合电池，其中，当所述第一连接件的电阻值设定为札并且第二连接件的电阻值设定为&时，满足^ 10的关系。
4.根据权利要求1所述的组合电池，其中，断流器设置在各个二次电池单元串联模块的一端。
5.根据权利要求4所述的组合电池，其中，当二次电池单元中出现异常时，除包括出现异常的二次电池单元的二次电池单元串联模块外的二次电池单元串联模块中的断流器执行中断操作。
6.根据权利要求4所述的组合电池，其中，通过所述断流器的中断操作来检测二次电池单元中异常的出现。
7.根据权利要求1所述的组合电池，其中，当电连接到所述组合电池的负载的电阻值设定为Rtl并且第二连接件的电阻值设定为&时，满足IV^1 ^ 2的关系。
8.一种组合电池，包括多个二次电池单元串联模块，各个模块具有多个串联连接的二次电池单元， 其中，在各个二次电池单元串联模块中，所述二次电池单元通过第一连接件串联连接， 构成二次电池单元串联模块的二次电池单元和构成邻近前述二次电池单元串联模块的二次电池单元串联模块的二次电池单元通过第二连接件并联连接， 所述第二连接件的电阻值高于所述第一连接件的电阻值，并且断流器设置在各个二次电池单元串联模块的一端。
9.根据权利要求8所述的组合电池，其中，当二次电池单元中出现异常时，除包括出现异常的二次电池单元的二次电池单元串联模块外的二次电池单元串联模块中的断流器执行中断操作。
10.根据权利要求8所述的组合电池，其中，通过所述断流器的中断操作来检测所述二次电池单元中异常的出现。
11.根据权利要求8所述的组合电池，其中，当所述第一连接件的电阻值设定为R1并且第二连接件的电阻值设定为&时，满足^ 10的关系。
12.—种组合电池，包括多个二次电池单元串联模块，各个模块具有多个串联连接的二次电池单元， 其中，在各个二次电池单元串联模块中，二次电池单元通过第一连接件串联连接，构成二次电池单元串联模块的二次电池单元和构成邻近前述二次电池单元串联模块的二次电池单元串联模块的二次电池单元通过第二连接件并联连接，所述第二连接件的电阻值高于所述第一连接件的电阻值，并且当电连接到所述组合电池的负载的电阻值设定为Rtl并且所述第二连接件的电阻值设定为R2时，满足R2/R0≥2的关系。
13.根据权利要求12所述的组合电池，其中，当所述第一连接件的电阻值设定为R1并且所述第二连接件的电阻值设定为&时，满^ 10的关系。
14.一种组合电池，包括多个二次电池单元串联模块，各个模块具有多个串联连接的二次电池单元，其中，在各个二次电池单元串联模块中，二次电池单元通过第一连接件串联连接并通过所述第一连接件相互支撑，构成二次电池单元串联模块的二次电池单元和构成另一个二次电池单元串联模块的二次电池单元通过第二连接件并联连接，并且通过所述第二连接件互相支撑，并且所述第二连接件的电阻值高于所述第一连接件的电阻值。
15.根据权利要求14所述的组合电池，其中，当所述第一连接件的电阻值设定为R1并且所述第二连接件的电阻值设定为R2时，满R2/R1≥10的关系。
16.根据权利要求14或15所述的组合电池，其中，第一连接件和第二连接件由具有刚性的带形材料构成。
17.一种电力消耗设备，设置有根据权利要求1所述的组合电池。
全文摘要
本发明涉及组合电池和电力消耗装置。该组合电池包括多个二次电池单元串联模块，每个二次电池单元串联模块均具有多个串联连接的二次电池单元，其中在每个二次电池单元串联模块中，二次电池单元通过第一连接件串联连接，构成二次电池单元串联模块的二次电池单元和构成邻近上述二次电池单元串联模块的二次电池单元串联模块的二次电池单元通过第二连接件并联连接，第二连接件的电阻值高于第一连接件的电阻值，并且构成第二连接件的材料的熔点低于构成第一连接件的材料的熔点。
文档编号H01M2/34GK102468474SQ201110328368
公开日2012年5月23日 申请日期2011年10月25日 优先权日2010年11月1日
发明者上坂进一, 堀田慎 申请人:索尼公司