JP2013110119A - 蓄電モジュールおよび蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電部材150は、ケーシング110内に隣接して配列された一対の蓄電素子140の正・負極に接合部位152において溶融接合される。導電部材150は、屈曲部158の両側の端部157に形成された立ち上がり壁159を有する。立ち上がり壁159により、溶接時の放熱が良好となり、導電部材150の角部が溶融するのを防止することができるので、電気的接続の信頼性を向上することができる。
【選択図】図9
Description
本発明による蓄電装置は、請求項1に記載の蓄電モジュールと、複数の導電部材の位置に対応する複数の検出線を有するように成形されており、複数の検出線間の距離は、蓄電モジュールの電圧によって規定される絶縁沿面距離に対し2〜2.5倍に設定されている電圧検出導体と、電圧検出導体と接続されて複数の蓄電素子の電圧を検出し、複数の蓄電素子の蓄電量を制御する制御装置とを備えることを特徴とする。
(1)電池モジュール100において、複数の蓄電素子(リチウムイオン電池セル)140と導電部材150とは溶融接合されており、各導電部材150には溶融接合の放熱用の壁部(立ち上がり部)159が形成されている。溶融接合の際に発生する高熱により導電部材150が溶けてしまうと、蓄電素子140との溶融接合が良好に行われない可能性がある。そこで、導電部材150に壁部159を設けて溶接時の熱を効率的に逃がすことにより、良好な溶接を行って信頼性の高い側板130,131を提供することが可能となる。
(2)電池モジュール100は、複数の蓄電素子140と、複数の蓄電素子140を収納する筐体(ケーシング)110と、少なくとも複数の蓄電素子140を両側から挟みこんで支持する一対の樹脂製の側板130,131を有し、複数の蓄電素子140を電気的に接続するための複数の導電部材150とを備える。複数の導電部材150は、複数の蓄電素子140を接続するために筐体110の外側から側板130,131に取り付けられる。これにより、導電部材150と各蓄電素子140との接続を容易に行うことができる。なお、上述した一実施の形態においては、導電部材150と各リチウムイオン電池セル140とをアーク溶接等により溶融接合している。蓄電モジュール100は、筐体110に対して、一対の側板130,131の外側を覆うように設けられた金属製の覆い部材160を備えている。側板130,131には、各導電部材150の周囲を取り囲むように側板130,131から突出した周壁部133が設けられており、例えば鉄製の覆い部材160と導電部材150とが接触して短絡が発生することを防止するように構成されている。なお、周壁部133は、図8〜10に示すように、電圧検出線805の先端部800aが配置される付近を除いて導電部材150の全周囲を取り囲むように配置されているので、覆い部材160に外力が加わって筐体110内側に変形した場合等、様々な外力に耐えられる。また、覆い部材160と導電部材150との接触を防止するために、側板130,131には、図8に示すように側板130,131の表面から突出した固定ガイド130aがさらに設けられている。側板130,131からの周壁部133の高さは、側板130,131からの固定ガイド130aの高さと同等以上であることが望ましい。これにより、覆い部材160と導電部材150との短絡を確実に防止することができる。
(3)導電部材150は、両端部(端部領域)157において蓄電素子140の端面に溶融接合される。両端部157には、異常時に蓄電素子140から噴出したガスを通す貫通孔151が設けられている。貫通孔151は、ガス放出用の開口として機能するとともに、溶接時の高熱の影響を受けにくくするように、楕円形に形成されている。
(4)導電部材150の壁部159は、導電部材150と蓄電素子140とが溶融接合された状態で、側板130,131に取り付けられた覆い部材160の高さよりも低くなるように、壁部159の高さが設定されている。これにより、放熱機能を確保しながら、金属製の覆い部材160と壁部159との不所望な接触を防止することができる。
(5)電池モジュール100は、各蓄電素子140の電圧を検出するための電圧検出導体805をさらに備えている。電圧検出導体805は、複数の導電部材150の位置に対応する複数の検出線806を有するように成形されており、複数の検出線806間の距離dは、電池モジュール100の電圧によって規定される絶縁沿面距離に対して2〜2.5倍に設定されている。これにより、電池モジュール100が使用される環境の汚染度が高い場合であっても、検出線806間の短絡を確実に防止することができる。
(6)電圧検出導体805の先端部800aは、複数の導電部材150に接続され、電圧検出導体805の他端部には、蓄電素子140からの電流を遮断する電流遮断装置(電流遮断部)811が設けられている。電流遮断部811は、制御回路900や配線800の異常時にヒューズワイヤを溶断して組電池120からの電流を遮断し、製品を保護する。電流遮断部811を電圧検出導体805の他端部に設けることにより、例えば、配線800に短絡が発生した場合に、電流遮断部811が電圧検出導体805の他端部で電流が遮断されることになる。これにより、電池モジュール100全体を保護することができる。この場合、配線800および電流遮断部811を取り替えることにより、電池モジュール100を再利用することが可能となる。なお、電圧検出導体805は、所定の形状に成形されたうえで側板130,131と一体化されているため、電圧検出導体805自体では実質的に短絡が発生しない。
(7)電圧検出導体805は、樹脂材料(樹脂部)807によって所定の形状に維持された状態で樹脂製の側板130,131にインサートモールドされることによって、側板130,131と一体化されている。具体的には、電圧検出導体805を、成形された形状を維持するように樹脂部807で固定してサブユニットを作成し、サブユニットをインサートモールドして側板130,131を製作する。サブユニットを作成することにより、電圧検出導体805の形状維持を確実に行うことができ、製造工程において電圧検出導体805の検出線806同士が誤って接触してしまうことを防止できる。
(8)側板130,131には、複数の蓄電素子140に対応する位置に貫通孔132が形成され、複数の蓄電素子140は、貫通孔132を密に塞ぐように接着部材を用いて側板130,131に取り付けられている。これにより、筐体110の内部と外部との間をシールすることができる。また、電池モジュール100に加えられる外力、例えば振動等を接着部材により吸収しながら、側板130,131と蓄電素子140との接続状態を維持することができる。
(9)蓄電装置(リチウムイオンバッテリ装置)1000は、電池モジュール100と、電圧検出導体150と接続されて複数の蓄電素子140の電圧を検出し、複数の蓄電素子140の蓄電量を制御する制御装置900とを備える。上述したように煩雑な電圧検出線の配線作業を行うことなく電池モジュール100を製造することができるので、蓄電装置1000全体を効率的に製造することができる。
、140:リチウムイオン電池セル(蓄電素子)、150:導電部材、151:貫通孔、152:接合部位、154:溶接部位、159:立ち上がり部(壁部)、805:電圧検出導体、900:制御装置、1000:リチウムイオンバッテリ装置
Claims (6)
- 複数の蓄電素子と、
少なくとも前記複数の蓄電素子を両側から挟みこんで支持する一対の樹脂製の側板を有し、前記複数の蓄電素子を収納する筐体と、
前記複数の蓄電素子を電気的に接続するための複数の導電部材とを備え、
前記複数の蓄電素子と前記複数の導電部材とは溶融接合され、
前記複数の導電部材は、前記溶融接合の放熱用の壁部を有することを特徴とする蓄電モジュール。 - 請求項1に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記複数の導電部材はそれぞれ端部領域において前記複数の蓄電素子の端面に接合され、
前記複数の導電部材の前記端部領域には、前記蓄電素子からのガス放出用の楕円形の貫通孔が形成されていることを特徴とする蓄電モジュール。 - 請求項1または請求項2に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記筐体に対して、前記一対の側板の外側を覆う金属製の覆い部材をさらに備え、
前記壁部は、前記複数の導電部材と前記複数の蓄電素子とが溶融接合された状態で、前記側板に取り付けられた前記覆い部材の高さよりも低くなるように前記壁部の高さが設定されていることを特徴とする蓄電モジュール。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記複数の蓄電素子と前記複数の導電部材とはアーク溶接により溶融接合されることを特徴とする蓄電モジュール。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記複数の蓄電素子のそれぞれの電圧を検出するための電圧検出導体をさらに備え、
前記電圧検出導体は、前記複数の導電部材の位置に対応する複数の検出線を有するように成形されており、前記複数の検出線間の距離は、前記蓄電モジュールの電圧によって規定される絶縁沿面距離に対し2〜2.5倍に設定されていることを特徴とする蓄電モジュール。 - 請求項5項に記載の蓄電モジュールと、
前記電圧検出導体と接続されて前記複数の蓄電素子の電圧を検出し、前記複数の蓄電素子の蓄電量を制御する制御装置とを備えることを特徴とする蓄電装置。
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