kW，第一短路電池1360的開路電壓為2.075V，第一短路電池1360的內(nèi)部電阻為1.15mΩ，第二短路電池1361的開路電壓為1.78V，第二短路電池1361的內(nèi)部電阻為1.15ι?Ω，第二短路電池1361的短路電阻為1mΩ，第一短路電池1360每單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量的上限值(以下稱為“續(xù)流極限”)為匕。
[0106]如圖11所示，續(xù)流功率Pa隨著短路電阻Rap的增大而減小，最終會飽和。
[0107]為了使第一短路電池1360不燃燒，使續(xù)流功率Pa不超過續(xù)流極限匕。為此，參照圖11，確定續(xù)流功率Pa達(dá)到續(xù)流極限Ptl時的短路電阻Rap’。另外，確定第一短路電池1360具有短路電阻Rap’時的充電電流I1，即L。充電電流I1S IC1以下時，第一短路電池1360不會燃燒。充電電流I1大于I ο時，第一短路電池1360有可能會燃燒。因此，熔斷電流與IC1一致。
[0108](單電池的串聯(lián)數(shù)量的設(shè)定例)
[0109]圖12的圖表舉例示出了單電池的串聯(lián)數(shù)量s及續(xù)流功率Pa之間的關(guān)系。圖12的關(guān)系是使用續(xù)流功率的計算模型而算出的。圖12所示的續(xù)流功率Pa是改變短路電阻Rap時的最大值。
[0110]如圖12所示，續(xù)流功率Pa隨著單電池的串聯(lián)數(shù)量s的增多而減小。單電池的串聯(lián)數(shù)量s在閾值5以下時，續(xù)流功率Pa能夠達(dá)到續(xù)流極限Pp在模塊電池1000中，單電池的串聯(lián)數(shù)量s被設(shè)定為閾值以下的4。
[0111](電池串的并聯(lián)數(shù)量)
[0112]優(yōu)選地，電池串1060的并聯(lián)數(shù)量以能夠有效地利用將充電電流從交流轉(zhuǎn)換成直流，且將放電電流從直流轉(zhuǎn)換成交流的PCS能力的方式設(shè)定。
[0113](保險絲的位置)
[0114]如圖9所示，在各個電池串1060中，第一保險絲1084位于比第一單電池1080、第二單電池1081、第三單電池1082及第四單電池1083靠近正極側(cè)的位置；第二保險絲1085位于比第一單電池1080、第二單電池1081、第三單電池1082及第四單電池1083靠近負(fù)極側(cè)的位置。
[0115]圖13的電路圖示出形成有接地電路的模塊電池。
[0116]如圖13所示，在第一保險絲1084及第二保險絲1085以上述方式配置的情況下，在兩個電池串1060接地而形成接地電路1382時，通過屬于一側(cè)電池串1060的第一保險絲1084、和屬于另一側(cè)電池串1060的第二保險絲1085來阻止短路電流Is及Is’。因此，更切實地阻斷短路電流Is及Is’，從而使模塊電池1000的安全性提高。
[0117]但是，省略第一保險絲1084及第二保險絲1085中的一個時、以及第一保險絲1084及第二保險絲1085雙方或其中一個的位置發(fā)生改變時，也不會對設(shè)定所述熔斷電流及單電池的串聯(lián)數(shù)量的優(yōu)點產(chǎn)生不利影響。
[0118](保險絲的長度)
[0119]如圖2至圖6所示，第一單電池1080、第二單電池1081、第三單電池1082及第四單電池1083各自為圓筒單電池，并具有圓筒軸1400且鉛直地立起。在第一單電池1080、第二單電池1081、第三單電池1082及第四單電池1083的圓筒軸1400上分別不具有正極端子1200,1220,1240 及 1260。負(fù)極端子 1201、1221、1241 及 1261 分別位于第一單電池 1080、第二單電池1081、第三單電池1082及第四單電池1083的圓筒軸1400上。正極端子1200、1220、1240及1260分別與負(fù)極端子1201、1221、1241及1261在模塊電池1000的寬度方向W上分隔。更一般而言，正極端子1200、1220、1240及1260分別與負(fù)極端子1201、1221、1241及1261在與圓筒軸1400垂直的第一方向上分隔。
[0120]在各個電池串1600中，第一保險絲1084、第一單電池1080、第二單電池1081、第三單電池1082、第四單電池1083及第二保險絲1085在模塊電池1000的寬度方向W上排列。更一般而言，這些在與圓筒軸1400垂直的第一方向上排列。
[0121]在η個電池串組1022_1、1022_2、…、1022_η的各電池串組中，電池串1060在模塊電池1000的深度方向D排列。更一般而言，電池串1060在與圓筒軸1400垂直且與上述第一方向垂直的第二方向上排列。
[0122]η個電池串組1022_1、1022_2、...、1022_η在模塊電池1000的寬度方向W上排列。更一般而言，η個電池串組1022_1、1022_2、…、1022_η在與圓筒軸1400垂直的第一方向上排列。
[0123]第一保險絲1084的一側(cè)連接端1181與另一側(cè)連接端1180在模塊電池1000的寬度方向W上相隔與第一保險絲1084的保險絲長度相應(yīng)的距離。第二保險絲1085的一側(cè)連接端1280與另一側(cè)連接端1281在模塊電池1000的寬度方向W上相隔與以第二保險絲1085的保險絲長度相應(yīng)的距離。
[0124]第一保險絲1084的保險絲長度及第二保險絲1085的保險絲長度優(yōu)選形成為44mm左右的短的長度。由此，模塊電池1000在寬度方向W(第一方向)上變短，從而使模塊電池1000的能量密度提高。
[0125](模塊電池的制造)
[0126]在制造模塊電池時，根據(jù)上文中的說明，設(shè)定單電池的串聯(lián)數(shù)量，并設(shè)定熔斷電流。之后，根據(jù)該設(shè)定而組裝模塊電池1000。
[0127]本發(fā)明詳細(xì)地進(jìn)行了說明，但上文中的說明僅僅是所有方案中的示例，并不是用于限定本發(fā)明的。因此，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可進(jìn)行無數(shù)的修改和變形。
[0128]附圖標(biāo)記說明
[0129]1000模塊電池
[0130]1022_1、1022_2、...、1022_n 電池串組
[0131]1025正極匯流排
[0132]1027_1、1027_2、...、1027_m 并聯(lián)匯流排
[0133]1029負(fù)極匯流排
[0134]1060 電池串
[0135]1080第一單電池
[0136]1081第二單電池
[0137]1082第三單電池
[0138]1083第四單電池
[0139]1084第一保險絲
[0140]1085第二保險絲
【主權(quán)項】
1.一種模塊電池，其特征在于， 所述模塊電池具備并聯(lián)連接的兩個以上電池串， 所述兩個以上電池串各自具備: 串聯(lián)連接的兩個以上單電池；及 保險絲，其與所述兩個以上單電池串聯(lián)連接，并在熔斷電流以上的電流流過時發(fā)生熔斷， 所述兩個以上單電池各自在每單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為上限值以下時不會燃燒， 將所述兩個以上電池串包括故障電池串，屬于所述故障電池串的所述兩個以上單電池包括短路電池的情況視為故障， 將所述兩個以上單電池的串聯(lián)數(shù)量以在發(fā)生所述故障時，在所述短路電池中轉(zhuǎn)換為熱量的功率可達(dá)到所述上限值的方式設(shè)定為閾值以下的數(shù)量， 在發(fā)生所述故障的情況下，所述短路電池中轉(zhuǎn)換為熱量的功率達(dá)到所述上限值時，流過所述故障電池串的充電電流與所述熔斷電流一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊電池，其特征在于， 所述保險絲是第一保險絲，位于比所述兩個以上單電池靠近正極側(cè)的位置， 所述兩個以上電池串各自進(jìn)一步具備第二保險絲，所述第二保險絲與所述兩個以上單電池串聯(lián)連接，并在所述熔斷電流以上的電流流過時發(fā)生熔斷，且位于比所述兩個以上單電池靠近負(fù)極側(cè)的位置。
3.—種制造模塊電池的方法，其特征在于，具備: (a)在所述模塊電池中，將兩個以上電池串包括故障電池串、且屬于所述故障電池串的兩個以上單電池包括短路電池的情況視為故障，所述兩個以上單電池的串聯(lián)數(shù)量以在發(fā)生所述故障時，在所述短路電池中轉(zhuǎn)換為熱量的功率可達(dá)到上限值的方式設(shè)定為閾值以下的數(shù)量的步驟，其中，所述模塊電池具備所述兩個以上電池串，并且所述兩個以上電池串并聯(lián)連接，所述兩個以上電池串各自具備所述兩個以上單電池及保險絲，所述兩個以上單電池串聯(lián)連接，所述保險絲與所述兩個以上單電池串聯(lián)連接，所述保險絲在熔斷電流以上的電流流過時發(fā)生熔斷，所述兩個以上單電池各自在每單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為所述上限值以下時不會燃燒； (b)以與在發(fā)生所述故障的情況下，所述短路電池中轉(zhuǎn)換為熱量的功率達(dá)到所述上限值時，流過所述故障電池串的充電電流一致的方式，設(shè)定所述熔斷電流的步驟； (C)根據(jù)所述步驟(a)及所述步驟(b)的設(shè)定，組裝所述模塊電池的步驟。
【專利摘要】兩個以上電池串并聯(lián)連接。電池串具備兩個以上單電池及保險絲。兩個以上單電池串聯(lián)連接。保險絲與兩個以上電池串聯(lián)連接。保險絲在熔斷電流以上的電流流過時發(fā)生熔斷。單電池在每單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為上限值以下時不會燃燒。單電池的串聯(lián)數(shù)量以在發(fā)生故障時，在短路電池中轉(zhuǎn)換為熱量的功率可達(dá)到上限值的方式設(shè)定為閾值以下的數(shù)量。在發(fā)生故障的情況下，在短路電池中轉(zhuǎn)換為熱量的功率達(dá)到上限值時，流過故障電池串的充電電流與熔斷電流一致。
【IPC分類】H02H7-18, H01M10-42, H01M2-20, H02J7-00, H01M2-10, H01M2-34, H01M10-48
【公開號】CN104685669
【申請?zhí)枴緾N201380049707
【發(fā)明人】斗野綱士
【申請人】日本礙子株式會社
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年9月19日
【公告號】EP2903057A1, US20150180011, WO2014050669A1