JP2010027263A - 電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池モジュール60は、8個の単電池が積層配置された組電池30と、組電池30の一側に配置され組電池30の最高電位側の単電池の端子を正極外部端子16に接続する接続部材および組電池30と接続部材との間に配置された押しゴマとを有し、組電池30を構成する単電池が電池異常時に膨張したときに、押しゴマの移動により接続部材を破断して組電池30の最高電位側の単電池の端子と正極外部端子16との接続を遮断するための電流遮断機構40と、電流遮断機構40を構成する接続部材と並列に、組電池30の最高電位側の端子と正極外部端子16と間に接続された抵抗器50(470Ω、5W)と、を備えている。
【選択図】図3
Description
Temperature Coefficient)素子を設けて温度上昇時に電流を遮断する技術も開示されている(例えば、特許文献2参照)。
図1に示すように、本実施形態の電池モジュール(以下、単にモジュールという。)60は、可撓性のラミネートフィルムを電池容器に用いたラミネート電池(以下、単電池という。)20を8個接続した組電池30を有している。この組電池30および後述する電流遮断機構、抵抗器等の全体がアルミニウム合金製のフレーム(図1では鎖線で表示)内に組み込まれてモジュール60が構成されている。
8個の単電池20は正負極端子がそれぞれ交互となるように配設されており、各単電池20は対向する2面に平面部を有している。隣り合う単電池20は平面部同士が対向するように配設されており、隣り合う単電池20同士が両面テープで貼り合わされている。従って、組電池30は単電池20が積層状態で配設されている。隣り合う単電池20の端子同士はニッケル板を用いて抵抗溶接により接合されており、8個の単電池20は直列接続されている。8個の単電池20のうち一側(図1の右側)に配設された最高電位側の単電池20aは、電池容量が他の7個の単電池20より5%程小さく設定されている。組電池30を構成する単電池のうち単電池20aと反対側に配置された最低電位側の単電池20の負極端子は、モジュール60の負極外部端子15に接続されている。
図1に示すように、単電池20aには、隣り合う単電池20と反対側の平面部の略中央に、単電池20、20aのいずれかが膨張したときの膨張力を受ける円板状の受圧板13が両面粘着テープで固着されている。受圧板13には、フェノール樹脂などの不導電性で剛性を有する材質が使用されている。受圧板13の単電池20aと反対側には、単電池20、20aが膨張したときに電流を遮断するための押しゴマ14が配置されている。押しゴマ14には不導電性の材質が使用されている。押しゴマ14は、受圧板13側に円板状の基部14aを有している。基部14aは、受圧板13側の一面が受圧板13に当接可能な平面状に形成されており、基部14aの直径は、受圧板13のそれより小さく設定されている。基部14aの受圧板13と反対面(他面)側には、略円柱状の2つの突出部14bが基部14aの中心近傍に突設されている。この2つの突出部14bの突出長さは同じである。このため、押しゴマ14は断面が略π字状の形状を呈している。
また、本実施形態のモジュール60では、図3に示すように、電流遮断機構40を構成する接続部材と並列に、すなわち、単電池20aの正極端子とモジュール60の正極外部端子16との間に(図1のA、Bの間に)、抵抗値470Ω、定格5Wの抵抗器50が挿入(接続)されている。
次に、本実施形態のモジュール60の動作等について説明する。
本実施形態では、単電池20aの正極端子に接続された電導板17と、正極外部端子16に接続された導電板18とが、接合部21を介して接続されている。つまり、組電池30の最高電位側は接続部材を介して正極外部端子16に接続されている。このため、モジュール60は、組電池30を電源として外部に電力を供給しまたは外部から電力が充電される蓄電システムとして機能する。なお、本実施形態の単電池20、20aはリチウムイオン電池のため、モジュール60を機能させる(充放電を行う)際には、各単電池の充電状態(SOH)がほぼ均一となるように制御する制御回路(不図示)が接続される。
電池異常状態を模擬的に試験するために、図3に示すように、車両側に相当する模擬装置100をモジュール60に接続した。模擬装置100は、一端が正極外部端子16に接続され他端が切換スイッチ92に接続されたメインスイッチ91と、一端が負極外部端子15に接続され他端が切換スイッチ92に接続可能な可変抵抗器93と、一端が負極外部端子15に接続され他端が切換スイッチ92に接続可能な充電装置94とで構成されている。可変抵抗器93は車両の負荷を模したものであり、充電装置94は最大40V、2Aの出力が可能である。可変抵抗器93と充電装置94とは、充電状態を制御する機構を模した切換スイッチ92によって切り替えることができる。
15 負極外部端子
16 正極外部端子
17、18 導電板(接続部材の一部)
21 接合部(接続部材の一部)
27 リード板(接続部材の一部)
30 組電池(二次電池)
40、40’ 電流遮断機構
50 抵抗器
60、60’ 電池モジュール
Claims (5)
- 単一または積層配置された複数の二次電池と、
前記二次電池の一側に配置され前記二次電池の最高電位または最低電位側の端子を正負極外部端子のいずれか一方の外部端子に接続するかまたは前記二次電池の接続経路中に挿入された接続部材と、前記二次電池または前記積層配置された二次電池の一部と前記接続部材との間に配置された押しゴマとを有し、前記二次電池が電池異常時に膨張したときに、前記押しゴマの移動により前記接続部材を破断して前記外部端子との電気的接続を遮断するための電流遮断機構と、
前記電流遮断機構を構成する接続部材と並列に接続された抵抗器と、
を備えた電池モジュール。 - 前記抵抗器は、前記電流遮断機構を構成する接続部材が破断して前記外部端子との電気的接続が遮断された状態で前記正負極外部端子間が短絡したときに流れる電流値が0.1A以下となるように抵抗値が設定されたことを特徴とする請求項1に記載の電池モジュール。
- 前記抵抗器は、前記電流値での前記正負極外部端子間の連続短絡通電に耐え得る定格を有することを特徴とする請求項2に記載の電池モジュール。
- 前記二次電池はラミネートフィルムを電池容器としたリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項1に記載の電池モジュール。
- 前記二次電池は角型電池容器を有するリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項1に記載の電池モジュール。
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