WO2012023249A1 - バッテリシステム、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置 - Google Patents

バッテリシステム、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012023249A1
WO2012023249A1 PCT/JP2011/004399 JP2011004399W WO2012023249A1 WO 2012023249 A1 WO2012023249 A1 WO 2012023249A1 JP 2011004399 W JP2011004399 W JP 2011004399W WO 2012023249 A1 WO2012023249 A1 WO 2012023249A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
battery cell
cell row
row
module
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/004399
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智徳 國光
由知 西原
Original Assignee
三洋電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三洋電機株式会社 filed Critical 三洋電機株式会社
Publication of WO2012023249A1 publication Critical patent/WO2012023249A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561Gases
    • H01M10/6563Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/284Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/505Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51Connection only in series
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery system, an electric vehicle equipped with the same, a mobile unit, a power storage device, and a power supply device.
  • a battery system provided with a plurality of battery modules is used for a mobile body driven by electric power such as an electric car.
  • Each battery module has a configuration in which a plurality of battery cells are connected in series or in parallel.
  • the battery system is provided with various electrical components such as contactors in addition to the plurality of battery modules.
  • each battery module has a configuration in which eight unit cells (battery cells) are connected in series. Three battery modules are arranged in a row, and the other three battery modules are arranged in a row in parallel with the above three battery modules. The three battery modules in each row are connected in series with one another via bus bars.
  • the battery module at one end of each row is disposed adjacent to the right end wall of the battery storage box.
  • a fuse and a breaker are attached to the right end wall.
  • Two battery modules adjacent to the right end wall are connected to each other through a fuse and a breaker.
  • the battery module at the other end of each row is disposed adjacent to the left end wall of the battery storage box.
  • a battery ECU Electronic Control Unit: electronic control unit
  • a contactor for detecting the voltage and the like of each battery cell are attached.
  • One of two battery modules adjacent to the left end wall is connected to the battery ECU and the contactor. JP, 2009-289430, A
  • An object of the present invention is to provide a battery system capable of sufficiently radiating heat of each battery cell and suppressing an increase in size, an electric vehicle equipped with the battery system, a movable body, a power storage device, and a power supply device. .
  • a battery system includes a first battery cell row including a plurality of battery cells arranged in a row and a second battery including a plurality of battery cells arranged in a row
  • a first battery cell row and a second battery cell row are disposed in parallel, and the first battery cell row and the second battery cell row are arranged in parallel.
  • a space is provided between the second battery cell row and the electric component is arranged in the space.
  • the present invention it is possible to sufficiently dissipate the heat of each battery cell, and the upsizing of the battery system is suppressed.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the battery system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the battery module.
  • FIG. 3 is a plan view of the battery module of FIG.
  • FIG. 4 is a side view of the battery module of FIG.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the bus bar.
  • FIG. 6 is an external perspective view showing a state in which a plurality of bus bars and a plurality of PTC elements are attached to an FPC board.
  • FIG. 7 is a schematic plan view for explaining the connection of the bus bar, the FPC board, and the printed circuit board.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing the details of the contactor portion.
  • FIG. 9 is a schematic external perspective view for explaining a method of connecting the HV connector and the external device.
  • FIG. 9 is a schematic external perspective view for explaining a method of connecting the HV connector and the external device.
  • FIG. 10 is a plan view showing the flow of the cooling gas introduced into the casing.
  • FIG. 11 is a plan view showing another arrangement example of the vent.
  • FIG. 12 is an appearance perspective view showing another example of the battery module.
  • FIG. 13 is a schematic top view of a battery system provided with the battery module of FIG.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing still another example of the battery module.
  • FIG. 15 is a schematic plan view of the battery system according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic plan view of the battery system according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic plan view of the battery system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is a schematic plan view of the battery system according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a schematic plan view of a battery system according to a sixth embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic plan view of the battery system according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic plan view of the battery system according to the third embodiment.
  • FIG. 20 is a schematic plan view of a battery system according to a seventh embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic plan view of a battery system according to an eighth embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic plan view of a battery system according to a ninth embodiment.
  • FIG. 23 is a schematic plan view of a battery system according to a tenth embodiment.
  • FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of an electric automobile provided with a battery system.
  • FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a power supply device provided with a battery system.
  • a battery system includes a first battery cell row including a plurality of battery cells arranged in a row and a plurality of battery cells arranged in a row And an electric component connected to the first and second battery cell rows, wherein the first battery cell row and the second battery cell row are arranged in parallel, and the first battery A space is provided between the cell row and the second battery cell row, and the electric component is disposed in the space.
  • a first battery cell row including a plurality of battery cells and a second battery cell row including a plurality of battery cells are arranged in parallel.
  • a space is provided between the first battery cell row and the second battery cell row.
  • the cooling gas can flow in the space between the first battery cell row and the second battery cell row.
  • the electrical components connected to the first and second battery cell rows are arranged.
  • the electrical components can be sufficiently dissipated.
  • a clearance may be formed between the electrical component and the first battery cell row and between the electrical component and the second battery cell row, so as to allow a fluid for cooling to flow.
  • a fluid for cooling of a predetermined flow rate can be made to flow through the above-mentioned gap so that the battery cells can be dissipated to the extent that they do not deteriorate due to the temperature rise. Thereby, the deterioration of each battery cell can be prevented.
  • the electrical component can be dissipated more sufficiently.
  • a plurality of electrical components may be provided.
  • the plurality of electrical components are disposed in the space between the first battery cell row and the second battery cell row. Therefore, even if the number of electrical components increases, it is not necessary to provide additional placement space for the electrical components. Therefore, the upsizing of the battery system is sufficiently suppressed.
  • the plurality of electrical components are collectively arranged, maintenance work of the plurality of electrical components can be efficiently performed.
  • the plurality of electrical components may be arranged in parallel to the first and second battery cell rows.
  • the plurality of electrical components can be efficiently arranged without waste without expanding the space between the first battery cell row and the second battery cell row. Therefore, the upsizing of the battery system is sufficiently suppressed.
  • the plurality of electrical components may constitute a component row, and the component rows may be arranged in parallel to the first and second battery cell rows.
  • a component row consisting of a plurality of electrical components is arranged in parallel to the first and second battery cell rows.
  • the electrode terminal of the highest potential is located at one end of the first battery cell row, and the electrode terminal of the lowest potential is the other end of the first battery cell row
  • the plurality of battery cells of the second battery cell row are connected in series such that the lowest potential electrode terminal is located at one end of the second battery cell row and the second battery cell row is connected
  • One end of the first battery cell row and one end of the second battery cell row are adjacent to each other such that the electrode terminal of the highest potential is located at the other end, and the first battery cell row is adjacent
  • the other end of the second battery cell row and the other end of the second battery cell row are adjacent to each other, and the highest potential electrode terminal of the first battery cell row and the lowest potential electrode terminal of the second battery cell row are external devices.
  • the lowest potential electrode terminal of the row and the highest potential electrode terminal of the second battery cell row are connected to each other, and the plurality of components are connected between the first and second battery cell rows and the external device And a second switch connected between the lowest potential electrode terminal of the first battery cell row and the highest potential electrode terminal of the second battery cell row. May be.
  • the first switch is connected to the highest potential electrode terminal located at one end of the first battery cell row and the lowest potential electrode terminal located at one end of the second battery cell row Ru.
  • One ends of the first and second battery cell rows are adjacent to each other. Therefore, in the space between the first battery cell row and the second battery cell row, the first switch is arranged in the vicinity of one end of the first and second battery cell rows. Wiring for connecting the first and second battery cell rows and the first switch can be shortened and wiring can be simplified.
  • the second switch is connected to the lowest potential electrode terminal located at the other end of the first battery cell row and the highest potential electrode terminal located at the other end of the second battery cell row Be done.
  • the other ends of the first and second battery cell rows are adjacent to each other. Therefore, the second switch is disposed in the space between the first battery cell row and the second battery cell row in the vicinity of the other end of the first and second battery cell rows. Wiring for connecting the first and second battery cell rows and the second switch can be shortened and wiring can be simplified.
  • the electrode terminal of the highest potential is located at one end of the first battery cell row, and the electrode terminal of the lowest potential is the other end of the first battery cell row
  • the plurality of battery cells of the second battery cell row are connected in series in such a manner that the highest potential electrode terminal is located at one end of the second battery cell row and the plurality of battery cells of the second battery cell row are One end of the first battery cell row and one end of the second battery cell row are adjacent to each other such that the electrode terminal of the lowest potential is located at the other end, and the first battery cell row is adjacent
  • the other end of the second battery cell row and the other end of the second battery cell row are adjacent to each other, and the highest potential electrode terminal of the first battery cell row and the highest potential electrode terminal of the second battery cell row are mutually connected Connected to an external device And the lowest potential electrode terminal of the first battery cell line and the lowest potential electrode terminal of the second battery cell line are connected to each other and to an external device, and the electrical components are And a first switch connected
  • the highest potential electrode terminal of the first battery cell row and the highest potential electrode terminal of the second battery cell row are Wiring for connection can be shortened and wiring routing can be simplified. Further, since the other end portions of the first and second battery cell rows are adjacent to each other, the lowest potential electrode terminal of the first battery cell row and the lowest potential electrode terminal of the second battery cell row Wiring for connection can be shortened and wiring routing can be simplified.
  • the first switch is disposed in the space between the first battery cell row and the second battery cell row, the first and second battery cell rows are connected to the first switch. It is possible to shorten the wiring for wiring and simplify the routing of the wiring. Therefore, the cost required for wiring can be reduced, and assembly and maintenance operations can be easily performed.
  • An electric vehicle includes the above-described battery system, a motor driven by power from the battery system, and a drive wheel rotated by the rotational force of the motor.
  • the motor In the electrically powered vehicle, the motor is driven by the power from the battery system described above.
  • the drive wheel is rotated by the rotational force of the motor to move the electric vehicle.
  • an increase in size of the battery system is suppressed and each battery cell is sufficiently dissipated.
  • the degree of freedom in design of the electric vehicle is improved and the traveling performance is improved.
  • a mobile body including: the battery system described above; a mobile main body; a power source for converting power from the battery system into motive power; And a drive unit for moving the unit.
  • the power from the above battery system is converted to power by the power source, and the driving unit moves the moving main body by the power.
  • the above battery system since the above battery system is used, upsizing of the battery system is suppressed and each battery cell is sufficiently dissipated. As a result, the degree of freedom in design of the mobile unit is improved and the movement performance of the mobile unit is improved.
  • a power storage device includes the above-described battery system, and a system control unit that performs control regarding discharge or charge of a plurality of battery cells of the battery system.
  • the system control unit performs control regarding charging or discharging of the plurality of battery cells. Thereby, deterioration, overdischarge and overcharge of a plurality of battery cells can be prevented.
  • the battery system can be prevented from increasing in size and each battery cell can be sufficiently dissipated. Thereby, the enlargement of the power storage device is suppressed, and the reliability of the power storage device is improved.
  • a power supply device is a power supply device connectable to the outside, which is controlled by the power storage device described above and a system control unit of the power storage device, and is a battery system of the power storage device. And an external power converter for performing power conversion.
  • the power conversion device power conversion is performed by the power conversion device between the plurality of battery cells and the outside.
  • the power conversion device is controlled by the system control unit of the power storage device to perform control regarding charging or discharging of a plurality of battery cells.
  • deterioration, overdischarge and overcharge of a plurality of battery cells can be prevented.
  • the battery system can be prevented from increasing in size and each battery cell can be sufficiently dissipated. Thereby, the enlargement of the power supply device is suppressed, and the reliability of the power supply device is improved.
  • the battery system according to the present embodiment is mounted on an electric powered vehicle (for example, an electric vehicle) driven by electric power or a power supply device that stores and supplies electric power.
  • an electric powered vehicle for example, an electric vehicle
  • a power supply device that stores and supplies electric power.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a battery system according to a first embodiment.
  • the battery system 500 includes battery modules 100 a, 100 b, 100 c, and 100 d, contactor units 120 and 121, and an HV (high voltage) connector 520.
  • the battery modules 100a, 100b, 100c, and 100d have the same configuration.
  • the battery modules 100a to 100d, the contactors 120 and 121, and the HV connector 520 are accommodated in a box-shaped casing 550.
  • the casing 550 has side portions 550a, 550b, 550c, and 550d.
  • the side portions 550a and 550c are parallel to one another, and the side portions 550b and 550d are parallel to one another and perpendicular to the side portions 550a and 550c.
  • the battery modules 100a and 100b are arranged in a line at regular intervals.
  • the battery modules 100c and 100d are arranged in a line at a constant interval.
  • the row consisting of the battery modules 100a and 100b is called a module row T1
  • the row consisting of the battery modules 100c and 100d is called a module row T2.
  • the module row T1 is an example of a first battery cell row
  • the module row T2 is an example of a second battery cell row.
  • the module row T1 and the module row T2 are arranged in parallel at a constant interval.
  • arranging in parallel does not only mean that the module row T1 and the module row T2 are arranged in parallel, but also includes the case where the module row T1 and the module row T2 are arranged at an angle.
  • the angle formed by the module row T1 and the module row T2 is, for example, 0 degrees or more and 90 degrees or less.
  • the module row T1 and the module row T2 are arranged in parallel.
  • the module row T1 is disposed along the side surface portion 550a, and the module row T2 is disposed along the side surface portion 550c.
  • a ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2.
  • a broken line representing the ventilation space AC is shown between the broken line representing the module line T1 and the broken line representing the module line T2.
  • a space between one side of the modules 100a and 100b) and one side of the module array T2 (battery modules 100c and 100d) corresponds to the ventilation space AC.
  • the contactors 120 and 121 and the HV connector 520 are disposed in the ventilation space AC.
  • the contactor portion 120 is disposed adjacent to the battery module 100a in the vicinity of the side surface portion 550d, and the contactor portion 121 is disposed adjacent to the battery module 100c in the vicinity of the side surface portion 550d.
  • the HV connector 520 is disposed near the center of the ventilation space AC so as to be adjacent to the contactors 120 and 121.
  • the contactor units 120 and 121 and the HV connector 520 are examples of electrical components.
  • the contactor units 120 and 121 are examples of the first switch.
  • a component row CR is configured by the contactor units 120 and 121 and the HV connector 520.
  • the part string CR is arranged in parallel to the module strings T1 and T2.
  • the component row CR may include a plurality of electrical components aligned in a direction substantially parallel to the module rows T1 and T2, and the direction or inclination substantially perpendicular to the module rows T1 and T2 It may include a plurality of electrical components (in the present example, the contactor portions 120 and 121) arranged in the direction.
  • a gap for ventilation (hereinafter referred to as a ventilation path AP) between the electric component arranged in the ventilation space AC and the module row T1, and between the electric component arranged in the ventilation space AC and the module row T2 Is provided.
  • a ventilation path AP A gap for ventilation between the electric component arranged in the ventilation space AC and the module row T1, and between the electric component arranged in the ventilation space AC and the module row T2 Is provided.
  • the air passage AP is provided in the A fluid for cooling the battery modules 100a to 100d flows through the air passage AP.
  • a fluid for cooling use of a gas, a granular body, a gel-like body, a liquid or the like which is considered to have no influence or a low influence on the electrical insulation and the corrosion resistance of metal etc. in the battery system 500 Can.
  • gas (air) having such characteristics is used as the fluid for cooling.
  • Each of battery modules 100a-100d includes a plurality of battery cells 10 connected in series with one another.
  • details of the battery modules 100a to 100d will be described by taking the battery module 100a as an example.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the battery module 100a.
  • 3 is a plan view of the battery module 100a of FIG. 2
  • FIG. 4 is a side view of the battery module 100a of FIG.
  • the X direction and the Y direction are directions parallel to the horizontal plane
  • the Z direction is a direction perpendicular to the horizontal plane.
  • the upward direction is the direction in which the arrow Z is directed.
  • a plurality of (18 in this example) battery cells 10 having a flat and substantially rectangular parallelepiped shape are arranged in line along the X direction.
  • Each battery cell 10 is a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery, for example.
  • a separator (not shown) is disposed between the adjacent battery cells 10. Therefore, a gap is formed between the adjacent battery cells 10.
  • the plurality of battery cells 10 are integrally fixed by a pair of end plates 92, a pair of upper end frames 93 and a pair of lower end frames 94.
  • Each of the pair of end plates 92 has a substantially plate shape and is disposed in parallel to the YZ plane.
  • the pair of upper end frames 93 and the pair of lower end frames 94 are arranged to extend in the X direction.
  • connection portions for connecting the pair of upper end frames 93 and the pair of lower end frames 94 are formed.
  • the pair of upper end frames 93 is attached to the upper connection portion of the pair of end plates 92, and the lower side connection of the pair of end plates 92
  • a pair of lower end frames 94 are attached to the portion.
  • the plurality of battery cells 10 are integrally fixed in a state in which they are arranged along the X direction.
  • the plurality of thermistors 11 are attached to the side surfaces parallel to the XZ plane of the plurality of battery cells 10 integrally fixed.
  • a gas vent valve 10 v is provided at the center of the top surface of each battery cell 10.
  • a rigid printed circuit board (hereinafter abbreviated as a printed circuit board) 21 is attached to one end plate 92 at an interval on the outer surface.
  • a detection circuit 20 is provided on the printed circuit board 21.
  • the end plate 92 to which the printed circuit board 21 is attached corresponds to the end plate 92a of FIG.
  • the end plate 92 to which the printed circuit board 21 can not be attached corresponds to the end plate 92 b of FIG. 1.
  • Each battery cell 10 has a plus electrode 10 a and a minus electrode 10 b on the top surface portion so as to be aligned along the Y direction.
  • Each of the electrodes 10a and 10b is provided to be inclined so as to protrude upward (see FIG. 4).
  • the battery cells 10 are arranged such that the positional relationship between the plus electrode 10 a and the minus electrode 10 b in the Y direction between the adjacent battery cells 10 is opposite to each other. Further, one electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cells 10 are arranged in a line along the X direction, and the other electrodes 10a and 10b of the plurality of battery cells 10 are arranged in a line along the X direction. Thus, between adjacent battery cells 10, the plus electrode 10a of one battery cell 10 and the minus electrode 10b of the other battery cell 10 are adjacent to each other, and the minus electrode 10b of one battery cell 10 and the other battery cell 10 And the plus electrode 10a of the In this state, the bus bar 40 is attached to two adjacent electrodes. Thereby, a plurality of battery cells 10 are connected in series.
  • the common bus bar 40 is attached to the plus electrode 10 a of the first battery cell 10 and the minus electrode 10 b of the second battery cell 10. Further, the common bus bar 40 is attached to the plus electrode 10 a of the second battery cell 10 and the minus electrode 10 b of the third battery cell 10. Similarly, the common bus bar 40 is attached to the plus electrode 10 a of each odd-numbered battery cell 10 and the minus electrode 10 b of the even-numbered battery cell 10 adjacent thereto. A common bus bar 40 is attached to the plus electrode 10 a of each even-numbered battery cell 10 and the minus electrode 10 b of the odd-numbered battery cell 10 adjacent thereto.
  • bus bars 40a are attached to the negative electrode 10b of the first battery cell 10 and the positive electrode 10a of the eighteenth battery cell 10, respectively.
  • a long flexible printed circuit board (hereinafter, abbreviated as an FPC board) 50 extending in the X direction is commonly connected to the plurality of bus bars 40 and 40a on one end side of the plurality of battery cells 10 in the Y direction. ing. Similarly, on the other end side of the plurality of battery cells 10 in the Y direction, a long FPC board 50 extending in the X direction is commonly connected to the plurality of bus bars 40.
  • the FPC board 50 has a configuration in which a plurality of conductor lines (wiring patterns) are formed on the insulating layer, and has flexibility and flexibility.
  • a plurality of conductor lines wiring patterns
  • polyimide is used as a material of the insulating layer constituting the FPC board 50
  • copper is used as a material of the conductor wire.
  • PTC Positive Temperature Coefficient
  • Each FPC board 50 is folded back at a right angle inward at the upper end portion of one end plate 92 (end plate 92 to which the printed circuit board 21 is attached), and is further folded downward and connected to the printed circuit board 21 It is done.
  • bus bar 40 attached to the plus electrode 10a and the minus electrode 10b of two adjacent battery cells 10 will be referred to as the two-electrode bus bar 40, and the bus bar attached to the plus electrode 10a or the minus electrode 10b of one battery cell 10.
  • 40a is called a bus bar 40a for one electrode.
  • FIG. 5 (a) is an external perspective view of the bus bar 40 for two electrodes
  • FIG. 5 (b) is an external perspective view of the bus bar 40a for one electrode.
  • the bus bars 40 and 40a have a configuration in which, for example, the surface of tough pitch copper is plated with nickel.
  • the bus bar 40 for two electrodes has a base portion 41 having a substantially rectangular shape and a pair of attachment pieces 42 bent and extended from one side of the base portion 41 to one surface side of the base portion 41. Equipped with In the base portion 41, a pair of electrode connection holes 43 are formed.
  • the bus bar 40a for one electrode includes a base portion 45 having a substantially square shape and a mounting piece 46 bent and extended from one side of the base portion 45 to one side of the base portion 45. .
  • An electrode connection hole 47 is formed in the base portion 45.
  • FIG. 6 is an external perspective view showing a state in which the plurality of bus bars 40 and 40 a and the plurality of PTC elements 60 are attached to the FPC board 50.
  • the mounting pieces 42 and 46 of the plurality of bus bars 40 and 40a are joined to the two FPC boards 50 at predetermined intervals along the X direction, for example, by soldering.
  • the plurality of PTC elements 60 are attached to the two FPC boards 50 at the same intervals as the intervals between the plurality of bus bars 40 and 40a.
  • the above-described battery cells 10 are fixed on the plurality of battery cells 10 integrally fixed by the end plate 92 (FIG. 1), the upper end frame 93 (FIG. 1) and the lower end frame 94 (FIG. 1).
  • the two FPC boards 50 to which the plurality of bus bars 40 and 40a and the plurality of PTC elements 60 are attached are attached.
  • the plus electrode 10a and the minus electrode 10b of the adjacent battery cells 10 are fitted into the electrode connection holes 43, 47 formed in the respective bus bars 40, 40a.
  • Male screws are formed on the plus electrode 10a and the minus electrode 10b.
  • Nuts (not shown) are screwed onto male screws of the plus electrode 10a and the minus electrode 10b in a state where the respective bus bars 40, 40a are fitted into the plus electrode 10a and the minus electrode 10b of the adjacent battery cells 10.
  • the plurality of bus bars 40, 40a are attached to the plurality of battery cells 10, and the FPC boards 50 are held in a substantially horizontal posture by the plurality of bus bars 40, 40a.
  • FIG. 7 is a schematic plan view for explaining the connection of the bus bars 40 and 40 a, the FPC board 50, and the printed circuit board 21.
  • the FPC board 50 is provided with a plurality of conductor lines 51 and 52 respectively corresponding to the plurality of bus bars 40 and 40 a.
  • Each conductor wire 51 is provided to extend in parallel in the Y direction between attachment pieces 42, 46 of bus bars 40, 40a and PTC elements 60 arranged in the vicinity of bus bars 40, 40a. Is provided so as to extend parallel to the X direction between the PTC element 60 and one end of the FPC board 50.
  • the mounting pieces 42 and 46 of the bus bars 40 and 40 a are connected to one end of each conductor wire 51 by, for example, soldering or welding.
  • the bus bars 40 and 40 a are fixed to the FPC board 50.
  • a pair of terminals (not shown) of PTC element 60 is connected to the other end of each conductor wire 51 and one end of each conductor wire 52 by, for example, soldering.
  • a detection circuit 20 is mounted on the printed circuit board 21, and a plurality of connection terminals 22 corresponding to the plurality of conductor lines 52 of the FPC board 50 are provided.
  • the plurality of connection terminals 22 are electrically connected to the detection circuit 20.
  • the other end of each conductor wire 52 of the FPC board 50 is connected to the corresponding connection terminal 22 by, for example, soldering or welding.
  • the connection between the printed circuit board 21 and the FPC board 50 may be performed using a connector as well as soldering or welding.
  • the bus bars 40 and 40 a are electrically connected to the detection circuit 20 on the printed circuit board 21 through the PTC element 60.
  • the plus electrode 10 a and the minus electrode 10 b of each battery cell 10 are connected to the detection circuit 20.
  • the detection circuit 20 detects the terminal voltage of each battery cell 10 and the current flowing in each battery cell 10.
  • the plurality of thermistors 11 of FIG. 1 are connected to the detection circuit 20 via conductor lines (not shown).
  • the detection circuit 20 detects the temperature of the battery module 100 a by the thermistor 11.
  • the battery modules 100a and 100b are arranged such that the end plate 92b of the battery module 100a and the end plate 92a of the battery module 100b face each other.
  • the end plate 92a of the battery module 100a is directed to the side surface 550d
  • the end plate 92b of the battery module 100b is directed to the side surface 550b.
  • the battery modules 100c and 100d are arranged such that the end plate 92a of the battery module 100c and the end plate 92b of the battery module 100d face each other.
  • the end plate 92b of the battery module 100c is directed to the side surface 550d, and the end plate 92a of the battery module 100d is directed to the side surface 550b.
  • the potential of the plus electrode 10a of the battery cell 10 (the eighteenth battery cell 10) adjacent to the end plate 92a is the highest, and the battery cell 10 (first The potential of the negative electrode 10b of the battery cell 10) is the lowest.
  • the plus electrode 10a having the highest potential in each of the battery modules 100a to 100d is referred to as the high potential electrode 10A
  • the minus electrode 10b having the lowest potential in each of the battery modules 100a to 100d is referred to as the low potential electrode 10B.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100a and the high potential electrode 10A of the battery module 100b are connected to each other through a strip-shaped bus bar 501a.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100c and the low potential electrode 10B of the battery module 100d are connected to each other via a strip-shaped bus bar 501a.
  • battery modules 100a and 100b are connected in series with each other, and battery modules 100c and 100d are connected in series with each other.
  • battery modules 100a and 100b can be connected in series using relatively short bus bars 501a.
  • battery modules 100c and 100d can be connected in series using relatively short bus bars 501a.
  • other connection members such as a harness or a lead, may be used instead of the bus bar 501a.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are connected to each other through the power supply line D1. Thereby, the battery modules 100a to 100d are connected in series.
  • the potential of the high potential electrode 10A of the battery module 100a is the highest, and the potential of the low potential electrode 10B of the battery module 100c is the lowest.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are respectively located at the end of the module row T1, T2 so as to be close to the side surface 550b. Further, the low potential electrode 10B of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are positioned inside in the module rows T1 and T2 so as to be close to the ventilation space AC. Therefore, low potential electrode 10B of battery module 100b and high potential electrode 10A of battery module 100d can be connected using relatively short power supply line D1.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100a is connected to the contactor unit 120 via the power supply line D2, and the low potential electrode 10B of the battery module 100c is connected to the contactor unit 121 via the power supply line D3.
  • the contactor unit 120 is connected to the HV connector 520 via the power supply line D4, and the contactor unit 121 is connected to the HV connector 520 via the power supply line D5.
  • HV connector 520 is connected to an external device such as a motor of an electric powered vehicle via power supply lines D6 and D7.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100a and the low potential electrode 10B of the battery module 100c are respectively located at the ends of the module rows T1 and T2 so as to be close to the side surface 550d.
  • the contactor portion 120 is located at the end of the ventilation space AC so as to be adjacent to the side surface portion 550d and adjacent to the battery module 100a, and the contactor portion 121 is adjacent to the battery module 100c adjacent to the side surface portion 550d. It is located at the end of the ventilation space AC.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100a and the low potential electrode 10B of the battery module 100c are respectively positioned inside in the module rows T1 and T2 so as to be close to the ventilation space AC. Therefore, high potential electrode 10A of battery module 100a and contactor portion 120 can be connected using relatively short power supply line D2, and low potential electrode 10B and contactor of battery module 100d using relatively short power supply line D3.
  • the part 121 can be connected.
  • HV connector 520 is arranged adjacent to contactor portions 120 and 121 in ventilation space AC, contactor portions 120 and 121 and HV connector 520 are connected using relatively short power supply lines D4 and D5. be able to.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing the details of the contactor units 120 and 121. As shown in FIG. As shown in FIG. 8, the contactor unit 120 includes a high potential side contactor 120a, a precharge contactor 120b, and a precharge resistor PR, and the contactor unit 121 includes a low potential side contactor 121a.
  • One terminal of the high potential contactor 120a is connected to the high potential electrode 10A of the battery module 100a via the power supply line D2.
  • the other terminal of the high potential contactor 120a is connected to the high potential terminal t1 on one side of the HV connector 520 through the power supply line D4.
  • the precharge contactor 120b and the precharge resistor PR are connected in series with each other between one terminal and the other terminal of the high potential contactor 120a.
  • One terminal of the low potential contactor 121a is connected to the low potential electrode 10B of the battery module 100d through the power supply line D3.
  • the other terminal of the low potential contactor 121a is connected to the low potential terminal t2 on one side of the HV connector 520 through the power supply line D5.
  • the high potential terminal t3 on the other side of the HV connector 520 is connected to the high potential terminal of the external device OD such as a motor via the power supply line D6.
  • the low potential terminal t4 on the other side of the HV connector 520 is connected to the low potential terminal of the external device OD via the power supply line D7.
  • the high potential side contactor 120a is turned on and the precharge contactor 120b is turned off. Thereafter, when the supply of power from battery modules 100a to 100d to external device OD or the supply of power from external device OD to battery modules 100a to 100d is stopped, high potential side contactor 120a and low potential side contactors. One or both of 121a are turned off. Thereby, the battery modules 100a to 100d and the external device OD are electrically disconnected.
  • FIG. 9 is a schematic external perspective view for describing a method of connecting the HV connector 520 and an external device.
  • a lid 550 e is provided to close the upper opening of the casing 550.
  • the lid portion 550e is connected to the upper end portions of the side surface portions 550a to 550d.
  • a connection hole CH is provided in a portion of the lid 550 e above the HV connector 520.
  • An L-shaped connector 525 is provided at one end of the power supply lines D6 and D7.
  • the tip of the connector 525 is inserted into the connection hole CH of the lid 550 e and connected to the HV connector 520.
  • one end portions of the power supply lines D6 and D7 are connected to the HV connector 520.
  • the other ends of the power supply lines D6 and D7 are connected to the external device OD (FIG. 8).
  • the printed circuit board 21 (FIG. 2) of the battery module 100a and the printed circuit board 21 of the battery module 100b are connected to each other through the communication line P1.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100b and the printed circuit board 21 of the battery module 100d are connected to each other via the communication line P2.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100d and the printed circuit board 21 of the battery module 100c are connected to each other via the communication line P3.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100c is connected to an external control device via the communication line P4.
  • the information (voltage, current and temperature) related to the plurality of battery cells 10 is detected by the detection circuit 20 (FIG. 2) on the printed circuit board 21.
  • the information on the plurality of battery cells 10 detected by the detection circuit 20 will be referred to as cell information.
  • Cell information detected by the detection circuit 20 of the battery modules 100a to 100d is provided to an external control device via the communication lines P1, P2, P3 and P4. Further, a control signal is given from the external control device to the printed circuit board 21 of the battery modules 100a to 100d through the communication lines P1, P2, P3 and P4.
  • a fan FA is provided at the central portion of the side surface portion 550b of the casing 550 so as to face the ventilation space AC.
  • a pair of vent holes AM is provided at both ends of the side surface portion 550d. Air for cooling the battery modules 100a to 100d (hereinafter, referred to as a cooling gas) is introduced into the casing 550 by the fan FA.
  • FIG. 10 is a plan view showing the flow of the cooling gas introduced into the casing 550. As shown in FIG. In FIG. 10, the power supply lines D1 to D7 and the communication lines P1 to P4 are not shown.
  • the cooling gas introduced into the casing 550 flows through the ventilation space AC toward the side portion 550d. Further, the cooling gas flows from the ventilation space AC through the plurality of battery cells 10 in the module row T1 toward the side portion 550a, and from the ventilation space AC through the plurality of battery cells 10 in the module row T2. It flows toward the side surface 550c. Thereafter, the cooling gas is exhausted from the casing 550 through the pair of vents AM.
  • the cooling gas introduced by the fan FA contacts the HV connector 520 and the contactor portions 120 and 121 in the ventilation space AC, and subsequently contacts the battery cells 10 of the module rows T1 and T2.
  • the battery cells 10 of the HV connector 520, the contactor portions 120 and 121, and the module rows T1 and T2 can be dissipated efficiently.
  • the module rows T1 and T2 are arranged symmetrically with respect to the ventilation space AC, the battery cells 10 of the module rows T1 and T2 can be uniformly dissipated.
  • a cooling gas flows through the ventilation path AP provided between the electric component (the HV connector 520 and the contactors 120 and 121) and the module rows T1 and T2.
  • the cooling gas can be efficiently flowed through the entire casing 550, and the battery cells 10 can be efficiently dissipated. Cooling gases are examples of fluids for cooling.
  • the air passage AP is provided so as to allow the flow of a fluid of a predetermined flow rate V (L (liter) / min) or more.
  • the flow rate V is set such that heat can be dissipated to the extent that the battery cells 10 do not deteriorate due to the temperature rise.
  • the flow rate V is simulated based on fluid temperature, viscosity and heat capacity, number of electrical components, volume, shape and calorific value, and number, volume, shape and calorific value of battery cells 10 of the battery modules 100a to 100d. And it can obtain
  • the minimum width of the air passage AP can be determined.
  • the minimum width of the air passage AP refers to the minimum value of the distance between the electrical component and the module array T1, T2.
  • the flow of the cooling gas passing above the electrical component is indicated by a dotted arrow, but in fact, cooling is performed along the outer surface of the electrical component (for example, the HV connector 520 etc.) Gas separates to form a flow (not shown) of cooling gas that flows into the communication passage AP (FIG. 1), and a flow of cooling gas is formed along the top surface of the electrical component. Ru.
  • the ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2, and the cooling gas is caused to flow to the ventilation space AC by the fan FA. Be Thereby, each battery cell 10 of module row T1, T2 can be fully thermally radiated.
  • the contactors 120 and 121 and the HV connector 520 are disposed in the ventilation space AC, it is not necessary to separately provide a space for arranging the contactors 120 and 121 and the HV connector 520. Thereby, the enlargement of the battery system 500 is suppressed. Furthermore, the cooling gas is allowed to flow into the ventilation space AC, whereby the contactor portions 120 and 121 and the HV connector 520 can be sufficiently dissipated.
  • the contactor portions 120 and 121 and the HV connector 520 in the ventilation space AC, the power supply lines D2, D3, D4 and D5 can be shortened, and the routing of the power supply lines D2, D3 and D4 is simplified. be able to. As a result, the cost required for wiring can be reduced, and assembly and maintenance operations can be easily performed. Furthermore, since the contactor portions 120 and 121 and the HV connector 520 are collectively disposed, maintenance work of these electrical components can be efficiently performed.
  • FIG. 11 is a plan view showing another arrangement example of the vents AM.
  • the power supply lines D1 to D7 and the communication lines P1 to P4 are not shown.
  • a pair of vent holes AM is provided at both ends of the side surface portion 550 b of the casing 550.
  • the cooling gas introduced into the casing 550 flows toward the side surface portion 550d, and then flows in the opposite direction toward the side surface portion 550a and is discharged from the casing 550 through the pair of vent holes AM.
  • the cooling gas contacts the HV connector 520, the contactor portions 120 and 121, and the respective battery cells 10 for a longer time as compared with the example of FIG. Therefore, the HV connector 520, the contactors 120 and 121, and the battery cells 10 can be sufficiently dissipated.
  • FIG. 12 is an appearance perspective view showing another example of the battery module 100a.
  • FIG. 13 is a schematic top view of battery system 500 including battery module 100a of FIG. 12 and battery modules 100b-100c having the same configuration as that of FIG.
  • the battery module 100a of FIG. 12 differs from the battery module 100a of FIG. 2 in the following points.
  • the plus electrode 10a and the minus electrode 10b of each battery cell 10 are provided to project upward from the upper surface portion in the vicinity of both side surfaces parallel to the XZ plane of each battery cell 10 There is.
  • the flat bus bar 40p is fitted into the two adjacent electrodes 10a and 10b. In that state, the electrodes 10a and 10b are laser welded to the bus bar 40p. Thereby, a plurality of battery cells 10 are connected in series.
  • the power supply line D2 is connected to the bus bar 40p attached to the plus electrode 10a having the highest potential.
  • a power supply line 501b is connected to the bus bar 40p attached to the plus electrode 10a having the highest potential.
  • the plurality of bus bars 40p are arranged in two rows along the X direction.
  • Two FPC boards 50 are disposed inside the two rows of bus bars 40p.
  • One FPC board 50 is disposed between the degassing valves 10v of the plurality of battery cells 10 and the plurality of bus bars 40p in one row so as not to overlap the degassing valves 10v of the plurality of battery cells 10 .
  • the degassing valves 10v of the plurality of battery cells 10 and the plurality of bus bars 40p of the other single row so that the other FPC board 50 does not overlap the degassing valves 10v of the plurality of battery cells 10 Be placed.
  • One FPC board 50 is connected in common to a plurality of bus bars 40p in one row.
  • the other FPC board 50 is commonly connected to the other one row of bus bars 40p.
  • Each FPC board 50 is folded downward at the upper end portion of one end face frame 92 and connected to the printed circuit board 21.
  • a protective member 95 having a pair of side portions and a bottom portion is attached to the end face frame 92 so as to protect both ends and the lower portion of the printed circuit board 21.
  • the printed circuit board 21 is protected by being covered with a protective member 95.
  • a detection circuit 20 is provided on the printed circuit board 21.
  • a cooling plate 96 is provided in contact with the lower surfaces of the plurality of battery cells 10.
  • the cooling plate 96 has a refrigerant inlet 96a and a refrigerant outlet 96b. Inside the cooling plate 96, a circulation path leading to the refrigerant inlet 96a and the refrigerant outlet 96b is formed.
  • a refrigerant such as cooling water flows into the refrigerant inlet 96a
  • the refrigerant passes through the circulation path inside the cooling plate 96 and flows out from the refrigerant outlet 96b.
  • the cooling plate 96 is thereby cooled. As a result, the plurality of battery cells 10 are cooled.
  • the battery modules 100a to 100d are arranged in the same manner as the battery modules 100a to 100d of FIG.
  • Low potential electrode 10B of battery module 100a and high potential electrode 10A of battery module 100b are connected to each other via power supply line 501b.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100c and the low potential electrode 10B of the battery module 100d are connected to each other via the power supply line 501b.
  • battery modules 100a and 100b are connected in series with each other, and battery modules 100c and 100d are connected in series with each other.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are connected to each other through the power supply line D1. Thereby, the battery modules 100a to 100d are connected in series. In this case, the potential of the high potential electrode 10A of the battery module 100a is the highest, and the potential of the low potential electrode 10B of the battery module 100c is the lowest.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100a is connected to the contactor unit 120 via the power supply line D2, and the low potential electrode 10B of the battery module 100c is connected to the contactor unit 121 via the power supply line D3.
  • the printed circuit boards 21 (see FIG. 12) of the battery modules 100a to 100d are connected to one another via the communication lines P1 to P3 as in the example of FIG. Also, the printed circuit board 21 of the battery module 100c is connected to an external control device via the communication line P4.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing still another example of the battery module 100a.
  • battery modules 100a to 100d of FIG. 14 and battery modules 100b to 100d having the same configuration may be used.
  • the battery modules 100b to 100d are respectively disposed in a casing (housing) CA having an open upper portion.
  • the battery module 100 a of FIG. 14 will be described about differences from the battery module 100 a of FIG. 2.
  • the battery module 100 a of FIG. 14 further includes a gas duct 71 and a lid member 80.
  • the lid member 80 is made of an insulating material such as resin and has a rectangular plate shape.
  • the surface of the lid member 80 facing the plurality of battery cells 10 is referred to as the back surface, and the surface of the lid member 80 on the opposite side is referred to as the front surface.
  • the surface of the lid member 80 is directed upward.
  • a plurality of openings 83 are formed in two rows. The plurality of openings 83 correspond to the plus electrode 10 a and the minus electrode 10 b of the plurality of battery cells 10, respectively.
  • the printed circuit board 21 is attached to the surface of the lid member 80.
  • the pair of FPC boards 50, the plurality of bus bars 40 and 40 a, and the gas duct 71 are attached to the back surface of the lid member 80.
  • the gas ducts 71 are disposed inside the plurality of bus bars 40, 40a disposed in two rows.
  • a plurality of battery cells 10 are accommodated in the casing CA, and the lid member 80 is fitted to the casing CA so as to close the opening of the casing CA.
  • the battery box BB which accommodates the battery module 100a is formed.
  • the plus electrodes 10a and the minus electrodes 10b of the plurality of battery cells 10 are respectively inserted into the plurality of openings 83 of the lid member 80 through the electrode connection holes 43 and 47 of the plurality of bus bars 40 and 40a.
  • a nut (not shown) is fitted and tightened on the plus electrode 10a and the minus electrode 10b.
  • the plurality of bus bars 40, 40a are fixed to the plus electrode 10a and the minus electrode 10b of the plurality of battery cells 10, and the plurality of battery cells 10 are connected in series.
  • the plurality of bus bars 40, 40a may be fixed to the plus electrodes 10a and the minus electrodes 10b of the plurality of battery cells 10 by welding.
  • the gas duct 71 is disposed to cover the degassing valves 10 v of the plurality of battery cells 10.
  • Each FPC board 50 is held in a state of being separated from the upper surface of each battery cell 10.
  • the printed circuit board 21, the pair of FPC boards 50, the plurality of bus bars 40 and 40 a, the gas duct 71, and the lid member 80 are integrally attached to the plurality of battery cells 10. Thereby, assembly of the battery module 100a is facilitated.
  • the strength of the battery module 100a is improved. Further, since the plurality of battery cells 10 are fixed to the casing CA of the battery box BB and the lid member 80 is fitted to the casing CA, the plurality of battery cells 10 and the lid member 80 can be securely fixed. it can.
  • the opening of the casing CA is closed by the lid member 80. Therefore, the inside of the battery box BB may be molded by resin. In this case, dew condensation of each battery cell 10 can be prevented. Also, the resin molded in the battery box BB can affect the heat transfer characteristics of the battery module 100. For example, by molding the inside of the battery box BB with a resin having a thermal conductivity higher than that of air, the heat in the battery box BB can be released to the outside. On the other hand, by molding the inside of the battery box BB with a resin having a thermal conductivity lower than that of air, it is possible to block the flow of heat from the outside into the battery box BB.
  • the inside of battery box BB is closed, by providing the hole in at least one of casing CA and lid member 80, the inside of battery box BB can be exhausted. In this case, the gas duct 71 may not be provided in the battery module 100a.
  • a plurality of bus bars 40, 40 a and a pair of FPC boards 50 may be attached to the surface of the lid member 80.
  • the plus electrodes 10 a and the minus electrodes 10 b of the plurality of battery cells 10 are inserted into the electrode connection holes 43 and 47 of the plurality of bus bars 40 and 40 a through the plurality of through holes 83 of the lid member 80.
  • the plurality of bus bars 40, 40a are fixed to the plus electrodes 10a and the minus electrodes 10b of the plurality of battery cells 10 by nuts or welding.
  • the FPC board 50 may be provided inside the lid member 80. Also in this case, the FPC board 50 is separated from the top surfaces of the plurality of battery cells 10.
  • the battery module 100a may not be housed in the casing CA. Even in this case, the printed circuit board 21, the pair of FPC boards 50, the plurality of bus bars 40 and 40 a, the gas duct 71, and the lid member 80 can be integrally attached to the plurality of battery cells 10. Thereby, assembly of the battery module 100a is facilitated.
  • FIG. 15 is a schematic plan view of a battery system 500 according to the second embodiment.
  • the contactor units 120 and 121 are not provided.
  • the HV connector 520 is disposed at the end of the ventilation space AC so as to be close to the side surface portion 550d of the casing 550.
  • the HV connector 520 constitutes a component row CR.
  • the component row CR may be configured by one electrical component (in this example, the HV connector 520).
  • High potential electrode 10A of battery module 100a is connected to HV connector 520 via power supply line D2
  • low potential terminal 10B of battery module 100c is connected to HV connector 520 via power supply line D3.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100a and the low potential electrode 10B of the battery module 100c are respectively located at the end portions of the module rows T1 and T2 so as to be close to the side surface portion 550d. Further, the high potential electrode 10A of the battery module 100a and the low potential electrode 10B of the battery module 100c are respectively positioned inside in the module rows T1 and T2 so as to be close to the ventilation space AC. Therefore, high potential electrode 10A of battery module 100a and low potential electrode 10B of battery module 100c can be connected to HV connector 520 using relatively short power supply lines D2, D3.
  • the ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2, and the cooling gas flows in the ventilation space AC.
  • column T1, T2 can fully be thermally radiated.
  • the HV connector 520 is disposed in the ventilation space AC, the upsizing of the battery system 500 is suppressed.
  • the contactors 120 and 121 are not provided in the aeration space AC, the heat radiation efficiency of each battery cell 10 and the HV connector 520 by the cooling gas is improved.
  • FIG. 16 is a schematic plan view of a battery system 500 according to the third embodiment.
  • the service plug 530 is disposed at the end of the ventilation space AC so as to be close to the side surface 550 b of the casing 550.
  • the service plug 530 is an example of an electrical component and an example of a second switch.
  • the component string CR is configured by the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, and the service plug 530.
  • Low potential electrode 10B of battery module 100b is connected to service plug 530 via power supply line D1a
  • high potential electrode 10A of battery module 100d is connected to service plug 530 via power supply line D1b.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are respectively located at the end portions of the module rows T1 and T2 so as to be close to the side surface portion 550b. Further, the low potential electrode 10B of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are positioned inside in the module rows T1 and T2 so as to be close to the ventilation space AC. Therefore, low potential electrode 10B of battery module 100b and high potential electrode 10A of battery module 100d can be connected to service plug 530 using relatively short power supply lines D1a and D1b.
  • the service plug 530 With the service plug 530 turned on, the low potential electrode 10B of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are connected to each other.
  • the service plug 530 is turned off by an operator, for example, at the time of maintenance of the battery system 500.
  • the series circuit of the battery modules 100a and 100b and the series circuit of the battery modules 100c and 100d are electrically separated. Therefore, when the voltages of the battery modules 100a, 100b, 100c, and 100d are equal to each other, the total voltage of the series circuit including the battery modules 100a and 100b is equal to the total voltage of the series circuit including the battery modules 100c and 100d. . This prevents the generation of a high voltage in battery system 500 during maintenance.
  • the ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2, and the cooling gas flows in the ventilation space AC.
  • the service plug 530 is disposed in the ventilation space AC, it is not necessary to additionally provide a disposition space for the service plug 530 as compared with the first embodiment. Thereby, the enlargement of the battery system 500 is suppressed. Furthermore, by introducing the cooling gas into the ventilation space AC, the service plug 530 can be sufficiently dissipated.
  • the service plug 530 in the ventilation space AC, the power supply lines D1a and D1b can be shortened, and the routing of the power supply lines D1a and D1b can be simplified. As a result, the cost required for wiring can be reduced, and assembly and maintenance operations can be easily performed. Furthermore, since the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, and the service plug 530 are collectively disposed, maintenance work of these electrical components can be efficiently performed.
  • FIG. 17 is a schematic plan view of a battery system 500 according to the fourth embodiment.
  • a battery ECU (Electronic Control Unit) 540 is disposed between the HV connector 520 and the service plug 530 in the ventilation space AC.
  • the battery ECU 540 is an example of an electrical component.
  • the component string CR is configured by the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, the service plug 530, and the battery ECU 540.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100c is connected to the battery ECU 540 via the communication line P4.
  • the cell information (voltage, current and temperature) detected by the detection circuit 20 of the battery modules 100a to 100d is given to the battery ECU 540 via the communication lines P1, P2, P3 and P4. Further, a control signal is given from the battery ECU 540 to the printed circuit board 21 of the battery modules 100a to 100d through the communication lines P1, P2, P3 and P4.
  • the battery ECU 540 calculates the charge amount of each battery cell 10 based on the cell information given from each detection circuit 20, and performs charge / discharge control of the battery modules 100a to 100d based on the charge amount. Further, battery ECU 540 detects an abnormality of battery modules 100a to 100d based on the cell information given from each detection circuit 20, and controls contactor units 120 and 121 based on the detection result.
  • the abnormality of the battery modules 100a to 100d is, for example, overdischarge, overcharge or temperature abnormality of the battery cell 10.
  • the battery ECU 540 When the battery ECU 540 detects an abnormality in the battery modules 100a to 100d, the battery ECU 540 turns off one or both of the high potential side contactor 120a and the low potential side contactor 121a of the contactor units 120 and 121. As a result, when abnormal, no current flows in the battery modules 100a to 100d, so that abnormal heat generation of the battery modules 100a to 100d is prevented.
  • the ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2, and the cooling gas flows in the ventilation space AC.
  • the battery ECU 540 is disposed in the ventilation space AC, it is not necessary to additionally provide a space for disposing the battery ECU 540 as compared to the third embodiment. Thereby, the enlargement of the battery system 500 is suppressed. Furthermore, by introducing the cooling gas into the ventilation space AC, the battery ECU 540 can be sufficiently dissipated heat.
  • the communication line P4 can be shortened, and the routing of the communication line P4 can be simplified. As a result, the cost required for wiring can be reduced, and assembly and maintenance operations can be easily performed. Furthermore, since the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, the service plug 530, and the battery ECU 540 are collectively disposed, maintenance work of these electric components can be efficiently performed.
  • FIG. 18 is a schematic plan view of a battery system 500 according to the fifth embodiment.
  • the battery modules 100a and 100b are disposed such that the end plate 92a of the battery module 100a and the end plate 92b of the battery module 100b face each other.
  • the end plate 92b of the battery module 100a is directed to the side surface 550d, and the end plate 92a of the battery module 100b is directed to the side surface 550b.
  • High potential electrode 10A of battery module 100a and low potential electrode 10B of battery module 100b are connected to each other through bus bar 501a.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100a and the low potential electrode 10B of the battery module 100c are connected to each other through the power supply line D11.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are connected to each other through the power supply line D12.
  • the battery modules 100a and 100b constituting the module row T1 and the battery modules 100c and 100d constituting the module row T2 are connected in parallel.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100a and the low potential electrode 10B of the battery module 100c are respectively located at one end of the module rows T1 and T2 so as to be close to the side surface 550d.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are located at the other end of the module rows T1 and T2 so as to be close to the side surface 550b. Therefore, module series T1 and module series T2 can be connected in parallel using relatively short power supply lines D11 and D12.
  • the contactor portions 120 and 121 and the HV connector 520 are disposed in the ventilation space AC between the module row T1 and the module row T2 as in the first embodiment.
  • the contactor unit 120 is connected to the power supply line D11 (or the low potential electrode 10B of the battery module 100a or the low potential electrode 10B of the battery module 100c) via the power supply line D13, and the contactor unit 121 is connected to the power supply line D12 via the power supply line D14. (Or the high potential electrode 10A of the battery module 100b or the high potential electrode 10A of the battery module 100d).
  • the printed circuit board 21 (FIG. 2) of the battery module 100a and the printed circuit board 21 of the battery module 100b are connected to each other via the communication line P11.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100a and the printed circuit board 21 of the battery module 100c are connected to each other via the communication line P12.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100c and the printed circuit board 21 of the battery module 100d are connected to each other via the communication line P13.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100d is connected to an external control device via the communication line P14.
  • the ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2, and the cooling gas flows in the ventilation space AC.
  • column T1, T2 can fully be thermally radiated.
  • the contactors 120 and 121 and the HV connector 520 are disposed in the ventilation space AC, the upsizing of the battery system 500 is suppressed.
  • the contactor portions 120 and 121 and the HV connector 520 in the ventilation space AC, the power supply lines D13 and D14 can be shortened, and the routing of the power supply lines D13 and D14 can be simplified. As a result, the cost required for wiring can be reduced, and assembly and maintenance operations can be easily performed. Furthermore, since the contactor portions 120 and 121 and the HV connector 520 are collectively disposed, maintenance work of these electrical components can be efficiently performed.
  • FIG. 19 is a schematic plan view of a battery system 500 according to the sixth embodiment.
  • the service plugs 530a and 530b are respectively disposed in the ventilation space AC so as to be adjacent to the HV connector 520.
  • the service plug 530a is disposed adjacent to the battery module 100b.
  • the service plug 530b is disposed adjacent to the battery module 100d.
  • the service plugs 530a and 530b are examples of electrical components.
  • the component string CR is configured by the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, and the service plugs 530a and 530b.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100a is connected to the service plug 530a through the power supply line D15a, and the low potential electrode 10B of the battery module 100b is connected to the service plug 530a through the power supply line D15b.
  • High potential electrode 10A of battery module 100c is connected to service plug 530b through power supply line D16a, and low potential electrode 10B of battery module 100d is connected to service plug 530b through power supply line D16b.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100a and the low potential electrode 10B of the battery module 100b are connected to each other. Further, in the state where the service plug 530b is turned on, the high potential electrode 10A of the battery module 100c and the low potential electrode 10B of the battery module 100d are connected to each other.
  • the service plugs 530a and 530b are turned off by the worker, for example, at the time of maintenance of the battery system 500.
  • the service plugs 530a and 530b are turned off, the battery modules 100a and 100b are electrically separated, and the battery modules 100c and 100d are electrically separated. This prevents the generation of a high voltage in battery system 500 during maintenance.
  • the ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2, and the cooling gas flows in the ventilation space AC.
  • the service plugs 530a and 530b are disposed in the ventilation space AC, it is not necessary to additionally provide an arrangement space for the service plugs 530a and 530b as compared with the fifth embodiment. Thereby, the enlargement of the battery system 500 is suppressed. Furthermore, by introducing the cooling gas into the ventilation space AC, the service plugs 530a and 530b can be sufficiently dissipated.
  • the power supply lines D15a, D15b, D16a, D16b can be shortened, and the routing of the power supply lines D15a, D15b, D16a, D16b can be simplified. it can.
  • the cost required for wiring can be reduced, and assembly and maintenance operations can be easily performed.
  • the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, and the service plugs 530a and 530b are collectively disposed, maintenance work of these electric components can be efficiently performed.
  • FIG. 20 is a schematic plan view of a battery system 500 according to the seventh embodiment.
  • battery ECU 540 is arranged at the end of ventilation space AC so as to be close to side surface portion 550 b.
  • the battery ECU 540 is an example of an electrical component.
  • the component string CR is configured by the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, the service plugs 530a and 530b, and the battery ECU 540.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100d is connected to the battery ECU 540 via the communication line P14.
  • the battery ECU 540 performs charge / discharge control of the battery modules 100a to 100d based on the cell information given from each detection circuit 20 (FIG. 2). Further, battery ECU 540 detects an abnormality of battery modules 100a to 100d based on the cell information given from each detection circuit 20, and controls contactor units 120 and 121 based on the detection result.
  • the ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2, and the cooling gas flows in the ventilation space AC.
  • the battery ECU 540 is disposed in the aeration space AC, it is not necessary to additionally provide an arrangement space for the battery ECU 540 as compared to the sixth embodiment. Thereby, the enlargement of the battery system 500 is suppressed. Furthermore, by introducing the cooling gas into the ventilation space AC, the battery ECU 540 can be sufficiently dissipated heat.
  • the communication line P14 can be shortened, and the routing of the communication line P14 can be simplified. As a result, the cost required for wiring can be reduced, and assembly and maintenance operations can be easily performed. Furthermore, since the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, the service plugs 530a and 530b, and the battery ECU 540 are collectively disposed, maintenance work of these electric components can be efficiently performed.
  • FIG. 21 is a schematic plan view of a battery system 500 according to the eighth embodiment.
  • the battery modules 100a and 100b are arranged such that the end plate 92a of the battery module 100a and the end plate 92b of the battery module 100b face each other.
  • the end plate 92b of the battery module 100a is directed to the side surface 550d
  • the end plate 92a of the battery module 100b is directed to the side surface 550b.
  • battery modules 100c and 100d are arranged such that end plate 92a of battery module 100c and end plate 92b of battery module 100d face each other.
  • the end plate 92b of the battery module 100c is directed to the side surface 550d
  • the end plate 92a of the battery module 100d is directed to the side surface 550b.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100a and the low potential electrode 10B of the battery module 100b are connected to each other through the power supply line D21.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100a and the low potential electrode 10B of the battery module 100c are connected to each other through the power supply line D11.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are connected to each other through the power supply line D12.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100c is connected to the high potential electrode 10A of the battery module 100a via the power supply line D22.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100d is connected to the low potential electrode 10B of the battery module 100b via the power supply line D23.
  • the battery module 100a and the battery module 100c are connected in parallel, and the battery module 100b and the battery module 100d are connected in parallel.
  • the battery modules 100a and 100c connected in parallel and the battery modules 100b and 100d connected in parallel are connected in series.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100a and the low potential electrode 10B of the battery module 100c are respectively located at one end of the module rows T1 and T2 so as to be close to the side surface 550d.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100b and the high potential electrode 10A of the battery module 100d are located at the other end of the module rows T1 and T2 so as to be close to the side surface 550b.
  • the high potential electrode 10A of the battery module 100a and the high potential electrode 10A of the battery module 100c are provided adjacent to each other across the ventilation space AC, and the low potential of the low potential electrode 10B of the battery module 100b and the battery module 100d are low.
  • the electrodes 10B are provided adjacent to each other across the ventilation space AC.
  • battery modules 100a and 100c can be connected in parallel and battery modules 100b and 100d can be connected in parallel using relatively short power supply lines D11, D12, D21, D22 and D23, and further battery module 100a , 100c and the battery modules 100b, 100d can be connected in series.
  • the contactor portions 120 and 121 and the HV connector 520 are disposed in the ventilation space AC between the module row T1 and the module row T2 as in the first embodiment.
  • the contactor unit 120 is connected to the power supply line D11 (or the low potential electrode 10B of the battery module 100a or the low potential electrode 10B of the battery module 100c) via the power supply line D13, and the contactor unit 121 is connected to the power supply line D12 via the power supply line D14. (Or the high potential electrode 10A of the battery module 100b or the high potential electrode 10A of the battery module 100d).
  • the printed circuit board 21 (FIG. 2) of the battery module 100a and the printed circuit board 21 of the battery module 100b are connected to each other via the communication line P11.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100a and the printed circuit board 21 of the battery module 100c are connected to each other via the communication line P12.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100c and the printed circuit board 21 of the battery module 100d are connected to each other via the communication line P13.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100d is connected to an external control device via the communication line P14.
  • the ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2, and the cooling gas flows in the ventilation space AC.
  • column T1, T2 can fully be thermally radiated.
  • the contactors 120 and 121 and the HV connector 520 are disposed in the ventilation space AC, the upsizing of the battery system 500 is suppressed.
  • the contactor portions 120 and 121 and the HV connector 520 in the ventilation space AC, the power supply lines D13 and D14 can be shortened, and the routing of the power supply lines D13 and D14 can be simplified. As a result, the cost required for wiring can be reduced, and assembly and maintenance operations can be easily performed. Furthermore, since the contactor portions 120 and 121 and the HV connector 520 are collectively disposed, maintenance work of these electrical components can be efficiently performed.
  • FIG. 22 is a schematic plan view of a battery system 500 according to the ninth embodiment.
  • high potential electrode 10A of battery module 100a and high potential electrode 10A of battery module 100c are connected via power supply line D25, and low potential electrode 10B of battery module 100b.
  • the low potential electrode 10B of the battery module 100d are connected via the power supply line D26.
  • the service plug 530 is disposed in the ventilation space AC so as to be adjacent to the HV connector 520.
  • the service plug 530 is an example of an electrical component.
  • the component string CR is configured by the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, and the service plug 530a.
  • Service plug 530 is connected to power supply line D25 (or high potential electrode 10A of battery module 100a or high potential electrode 10A of battery module 100c) through power supply line D27, and power supply line D26 (or battery) through power supply line D28. It is connected to the low potential electrode 10B of the module 100b or the low potential electrode 10B of the battery module 100d.
  • the battery modules 100b and 100d connected in parallel to the battery modules 100a and 100c connected in parallel are connected to each other.
  • the service plug 530 is turned off, the battery modules 100a and 100c connected in parallel are electrically separated from the battery modules 100b and 100d connected in parallel. This prevents the generation of a high voltage in battery system 500 during maintenance.
  • the ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2, and the cooling gas flows in the ventilation space AC.
  • the service plug 530 is disposed in the aeration space AC, it is not necessary to additionally provide an arrangement space for the service plug 530 as compared with the eighth embodiment. Thereby, the enlargement of the battery system 500 is suppressed. Furthermore, by introducing the cooling gas into the ventilation space AC, the service plug 530 can be sufficiently dissipated.
  • the service plug 530 in the ventilation space AC, the power supply lines D27 and D28 can be shortened, and the routing of the power supply lines D27 and D28 can be simplified. As a result, the cost required for wiring can be reduced, and assembly and maintenance operations can be easily performed. Furthermore, since the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, and the service plug 530 are collectively disposed, maintenance work of these electrical components can be efficiently performed.
  • FIG. 23 is a schematic plan view of a battery system 500 according to the tenth embodiment.
  • battery ECU 540 is arranged at an end portion of ventilation space AC so as to be close to side surface portion 550 b.
  • the battery ECU 540 is an example of an electrical component.
  • the component string CR is configured by the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, the service plug 530a, and the battery ECU 540.
  • the printed circuit board 21 of the battery module 100d is connected to the battery ECU 540 via the communication line P14.
  • the battery ECU 540 performs charge / discharge control of the battery modules 100a to 100d based on the cell information given from each detection circuit 20 (FIG. 2). Further, battery ECU 540 detects an abnormality of battery modules 100a to 100d based on the cell information given from each detection circuit 20, and controls contactor units 120 and 121 based on the detection result.
  • the ventilation space AC is provided between the module row T1 and the module row T2, and the cooling gas flows in the ventilation space AC.
  • the battery ECU 540 is disposed in the ventilation space AC, it is not necessary to additionally provide a space for disposing the battery ECU 540, as compared with the ninth embodiment. Thereby, the enlargement of the battery system 500 is suppressed. Furthermore, by introducing the cooling gas into the ventilation space AC, the battery ECU 540 can be sufficiently dissipated heat.
  • the communication line P14 can be shortened, and the routing of the communication line P14 can be simplified. As a result, the cost required for wiring can be reduced, and assembly and maintenance operations can be easily performed. Furthermore, since the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, the service plug 530, and the battery ECU 540 are collectively disposed, maintenance work of these electric components can be efficiently performed.
  • each of the module rows T1 and T2 is formed of two battery modules, but the present invention is not limited to this.
  • the module rows T1 and T2 are each formed of one battery module
  • each of the module arrays T1 and T2 may be configured of three or more battery modules.
  • the number of battery modules included in the module array T1 may be different from the number of battery modules included in the module array T2.
  • the number of battery cells 10 included in each battery module may be changed as appropriate.
  • the module row T1 and the module row T2 are arranged in parallel, but a space is provided between the module row T1 and the module row T2 in which an electric component can be placed. If there is, the module row T1 and the module row T2 may be arranged to form an angle.
  • the electric components disposed in the ventilation space AC may be changed as appropriate.
  • at least one of the service plug 530 and the battery ECU 540 may be further provided in the ventilation space AC.
  • the service plug 530 may not be provided in the ventilation space AC.
  • connection form of the battery modules 100a to 100d and the electrical components is not limited to the above example, and may be changed as appropriate.
  • connection location of the service plug 530, 530a, 530b is not limited to the above-mentioned example, and may be changed as appropriate.
  • the contactors 120 and 121 may not be provided as in the second embodiment.
  • the battery system 500 includes two module rows T1 and T2 as the first and second battery cell rows, but the battery system 500 includes three or more module rows (battery cells Column) may be included. In this case, it is preferable that a space in which an electrical component can be disposed is provided between each module row.
  • the battery modules 100a to 100d shown in FIGS. 12 and 13 may be used as part or all of battery modules 100a to 100d, or the battery shown in FIG.
  • the modules 100a to 100d may be used.
  • the battery cell 10 having a flat, substantially rectangular parallelepiped shape is used, but the battery cell 10 having a cylindrical shape or a laminate type battery cell may be used. .
  • the laminate type battery cell is manufactured, for example, as follows. First, the battery element in which the positive electrode and the negative electrode are disposed with the separator interposed therebetween is accommodated in a bag made of a resin film. Subsequently, it is manufactured by sealing the bag containing the battery element and injecting the electrolyte into the formed sealed space.
  • Each FPC board 50 may be provided above each battery cell 10 so as to be separated from the top surface of each battery cell 10.
  • the FPC board 50 may be provided on the lower surface of the lid member 80, or the FPC board 50 may be provided on the upper surface or inside of the lid member 80.
  • FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of an electric vehicle provided with battery system 500. Referring to FIG.
  • an electric automobile 600 includes a car body 610.
  • the car body 610 includes a main control unit 300 and a battery system 500, a power conversion unit 601, a motor 602, driving wheels 603, an accelerator device 604, a brake device 605, and A rotational speed sensor 606 is provided.
  • the motor 602 is an alternating current (AC) motor
  • the power conversion unit 601 includes an inverter circuit.
  • the battery system 500 is connected to the motor 602 via the power conversion unit 601 and to the main control unit 300.
  • the main control unit 300 is supplied with the charge amount of each battery cell 10 (see FIG. 1) of the battery system 500 and the value of the current flowing to each battery cell 10. Further, an accelerator device 604, a brake device 605, and a rotational speed sensor 606 are connected to the main control unit 300.
  • the main control unit 300 includes, for example, a CPU and a memory or a microcomputer.
  • the accelerator device 604 includes an accelerator pedal 604 a and an accelerator detection unit 604 b that detects an operation amount (depression amount) of the accelerator pedal 604 a.
  • the accelerator detection unit 604b detects the amount of operation of the accelerator pedal 604a on the basis of a state in which the driver is not operated. The detected operation amount of the accelerator pedal 604 a is given to the main control unit 300.
  • the brake device 605 includes a brake pedal 605a and a brake detection unit 605b that detects an operation amount (depression amount) of the brake pedal 605a by the driver.
  • an operation amount depression amount
  • the brake detection unit 605b detects an operation amount of the brake pedal 605a by the driver.
  • the detected operation amount of the brake pedal 605 a is given to the main control unit 300.
  • the rotational speed sensor 606 detects the rotational speed of the motor 602. The detected rotational speed is given to the main control unit 300.
  • the main control unit 300 includes the charge amount of each battery cell 10, the value of the current flowing to each battery cell, the operation amount of the accelerator pedal 604a, the operation amount of the brake pedal 605a, and the rotational speed of the motor 602. Is given.
  • the main control unit 300 performs charge / discharge control of each battery cell 10 and power conversion control of the power conversion unit 601 based on the information. For example, when starting and accelerating electric powered vehicle 600 based on an accelerator operation, power is supplied from battery system 500 to power conversion unit 601.
  • main control unit 300 calculates the rotational force (command torque) to be transmitted to drive wheel 603 based on the given operation amount of accelerator pedal 604a, and the control signal based on the command torque is converted into a power conversion unit 601. Give to.
  • the power conversion unit 601 receiving the control signal converts the power supplied from the battery system 500 into power (drive power) necessary to drive the drive wheel 603.
  • the drive power converted by the power conversion unit 601 is supplied to the motor 602, and the rotational force of the motor 602 based on the drive power is transmitted to the drive wheel 603.
  • the motor 602 functions as a power generation device.
  • power conversion unit 601 converts the regenerative power generated by motor 602 into power suitable for charging each battery cell 10, and supplies the power to battery system 500. Thereby, each battery cell 10 of battery system 500 is charged.
  • the battery system 500 of the above-described embodiment since the battery system 500 of the above-described embodiment is mounted, the enlargement of the battery system 500 is suppressed, and the heat dissipation of each battery cell 10 is sufficiently performed. As a result, the degree of freedom in design of electric powered vehicle 600 is improved, and the traveling performance of electric powered vehicle 600 is improved.
  • the battery system 500 described above may be mounted on another mobile body such as a ship, an aircraft, an elevator or a walking robot.
  • the ship on which the battery system 500 is mounted includes, for example, a hull instead of the vehicle body 610 of FIG. 24, a screw instead of the drive wheel 603, and an acceleration input unit instead of the accelerator device 604.
  • a deceleration input unit is provided.
  • the driver operates the acceleration input unit instead of the accelerator device 604 when accelerating the hull and operates the deceleration input unit instead of the braking device 605 when decelerating the hull.
  • the hull corresponds to the moving main body
  • the motor corresponds to the power source
  • the screw corresponds to the drive.
  • the ship does not need to be equipped with the deceleration input part.
  • the motor receives power from the battery system 500 to convert the power into power, and the converted power rotates the screw, thereby moving the hull.
  • an aircraft equipped with the battery system 500 includes, for example, an airframe instead of the vehicle body 610 of FIG. 24, a propeller instead of the drive wheel 603, and an acceleration input unit instead of the accelerator device 604.
  • a deceleration input is provided.
  • the airframe corresponds to the moving main body
  • the motor corresponds to the power source
  • the propeller corresponds to the drive.
  • the aircraft may not include the deceleration input unit.
  • the motor receives the power from the battery system 500, converts the power into power, and the converted power rotates the propeller to move the vehicle.
  • An elevator equipped with the battery system 500 includes, for example, a weir instead of the car body 610 in FIG. 24 and a lifting rope attached to the weir instead of the drive wheel 603, and an acceleration input unit instead of the accelerator device 604.
  • a deceleration input unit is provided.
  • the weir corresponds to the moving main body
  • the motor corresponds to the power source
  • the elevating rope corresponds to the drive.
  • the motor receives power from the battery system 500, converts the power into power, and the converted power winds up and down the lifting rope, thereby moving up and down the kite.
  • the walking robot on which the battery system 500 is mounted has, for example, a body instead of the vehicle body 610 of FIG. 24, a foot instead of the drive wheel 603, and an acceleration input unit instead of the accelerator device 604.
  • the body corresponds to the moving main body
  • the motor corresponds to the power source
  • the foot corresponds to the drive.
  • the motor receives power from the battery system 500 and converts the power to power, and the converted power drives the foot to move the trunk.
  • the power source receives the power from the battery system 500, converts the power into power, and the drive unit moves the power by the power converted by the power source.
  • FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a power supply device including the battery system 500 described above.
  • the power supply device 700 includes a power storage device 710 and a power conversion device 720.
  • the power storage device 710 includes a battery system group 711 and a controller 712.
  • Battery system group 711 includes a plurality of battery systems 500. Between the plurality of battery systems 500, the plurality of battery cells 10 may be connected in parallel to each other, or may be connected in series to each other.
  • the controller 712 is an example of a system control unit, and includes, for example, a CPU and a memory, or a microcomputer.
  • a controller 712 is connected to each battery system 500.
  • the controller 712 is connected to the battery ECU 101 of each battery system 500.
  • the battery ECU 101 of each battery system 500 calculates the charge amount of each battery cell 10 based on the cell information of each battery cell 10, and gives the calculated charge amount to the controller 712.
  • each controller 500 serves as an external control device. Are connected to the communication line P4 or the communication line P14.
  • the controller 712 calculates the charge amount of each battery cell 10 based on the cell information of each battery cell 10.
  • the controller 712 controls the power conversion device 720 based on the charge amount of each battery cell 10 given from each battery ECU 101 or the calculated charge amount to obtain the plurality of battery cells 10 included in each battery system 500. Control the discharge or charge.
  • Power converter 720 includes a DC / DC (DC / DC) converter 721 and a DC / AC (DC / AC) inverter 722.
  • the DC / DC converter 721 has input / output terminals 721a and 721b, and the DC / AC inverter 722 has input / output terminals 722a and 722b.
  • the input / output terminal 721 a of the DC / DC converter 721 is connected to the battery system group 711 of the power storage device 710.
  • the input / output terminal 721b of the DC / DC converter 721 and the input / output terminal 722a of the DC / AC inverter 722 are connected to each other and connected to the power output unit PU1.
  • the input / output terminal 722b of the DC / AC inverter 722 is connected to the power output unit PU2 and connected to another power system.
  • the power output units PU1 and PU2 include, for example, outlets.
  • various loads are connected to the power output units PU1 and PU2.
  • Other power systems include, for example, commercial power or solar cells.
  • the power output units PU1 and PU2 and other power systems are external examples connected to the power supply apparatus.
  • Control of the DC / DC converter 721 and the DC / AC inverter 722 by the controller 712 causes the plurality of battery cells 10 included in the battery system group 711 to be discharged and charged.
  • the power supplied from the battery system group 711 is DC / DC (DC / DC) converted by the DC / DC converter 721, and further DC / AC (DC / AC) converted by the DC / AC inverter 722. Be done.
  • the power DC / DC converted by the DC / DC converter 721 is supplied to the power output unit PU1.
  • the power DC / AC converted by the DC / AC inverter 722 is supplied to the power output unit PU2.
  • DC power is output from the power output unit PU1 to the outside, and AC power is output from the power output unit PU2 to the outside.
  • the power converted into alternating current by the DC / AC inverter 722 may be supplied to another power system.
  • the controller 712 performs the following control as an example of control regarding discharge of the plurality of battery cells 10 included in each battery system 500.
  • the controller 712 determines whether to stop the discharge based on the charge amount of each battery cell 10, and controls the power conversion device 720 based on the determination result. Specifically, when the charge amount of any one of the plurality of battery cells 10 included in the battery system group 711 becomes smaller than a predetermined threshold value, the controller 712 stops the discharge.
  • the DC / DC converter 721 and the DC / AC inverter 722 are controlled such that the discharge current (or discharge power) is limited. Thereby, overdischarge of each battery cell 10 is prevented.
  • AC / DC (AC / DC) conversion of AC power supplied from another power system is performed by the DC / AC inverter 722, and DC / DC (DC) is further performed by the DC / DC converter 721. / DC) converted.
  • Power is supplied from DC / DC converter 721 to battery system group 711 to charge a plurality of battery cells 10 included in battery system group 711.
  • the controller 712 performs the following control as an example of control related to charging of the plurality of battery cells 10 included in each battery system 500.
  • the controller 712 determines whether to stop charging based on the charge amount of each battery cell 10, and controls the power conversion device 720 based on the determination result. Specifically, when the charge amount of any one of the plurality of battery cells 10 included in battery system group 711 becomes larger than a predetermined threshold value, controller 712 stops charging.
  • the DC / DC converter 721 and the DC / AC inverter 722 are controlled such that the charging current (or charging power) is limited. Thereby, overcharge of each battery cell 10 is prevented.
  • power conversion device 720 is only one of DC / DC converter 721 and DC / AC inverter 722 May be included. Further, power converter 720 may not be provided as long as power can be supplied to each other between power supply 700 and the outside.
  • the power supply device 700 of FIG. 25 includes a plurality of battery systems 500, the present invention is not limited thereto.
  • the power supply device 700 may include only one battery system 500.
  • the module row T1 is an example of a first battery cell row
  • the module row T2 is an example of a second battery cell row
  • the contactor units 120 and 121, the HV connector 520, and the service plug 530 Alternatively, the battery ECU 540 is an example of an electrical component
  • the ventilation space AC is an example of a space
  • the ventilation path AP is an example of a gap.
  • the contactors 120 and 121 are examples of the first switch
  • the service plug 530 is an example of the second switch.
  • the motor 602 is an example of a motor and a power source
  • the drive wheel 603 is an example of a drive wheel and a drive unit
  • the vehicle body 610 is an example of a moving main body
  • the electric automobile 600 and the moving body are an example of an electric vehicle. It is.
  • the power storage device 710 is an example of a power storage device
  • the controller 712 is an example of a system control unit
  • the power supply device 700 is an example of a power supply device
  • the power conversion device 720 is an example of a power conversion device.
  • the present invention can be effectively used for various mobile units or mobile devices that use power as a driving source.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

 バッテリシステムは、複数のバッテリモジュールならびにコンタクタ部およびHVコネクタ等の電気部品を含む。各バッテリモジュールは、複数のバッテリセルを含む。ケーシング内において、一列に並ぶように配置された複数のバッテリセルを含む第1のバッテリセル列と、一列に並ぶように配置された複数のバッテリセルを含む第2のバッテリセル列とが、一定間隔をおいて並列に配置される。第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間に、通気空間が設けられる。通気空間に、電気部品が配置される。

Description

バッテリシステム、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
 本発明は、バッテリシステム、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置に関する。
 電動自動車等の電力により駆動される移動体には、複数のバッテリモジュールを備えたバッテリシステムが用いられる。各バッテリモジュールは、複数のバッテリセルが直列または並列に接続された構成を有する。バッテリシステムには、複数のバッテリモジュールの他にコンタクタ等の種々の電気部品が設けられる。
 特許文献1に記載される組電池においては、電池収納箱に仕切り板によって区画された6つの収容スペースが設けられ、各収容スペースにバッテリモジュールが収納される。各バッテリモジュールは、8個の単位電池(バッテリセル)が直列接続された構成を有する。3つのバッテリモジュールが1列に並ぶように配置され、他の3つのバッテリモジュールが上記の3つのバッテリモジュールと並列に1列に並ぶように配置される。各列の3つのバッテリモジュールは、バスバーを介して互いに直列に接続される。
 各列の一端部のバッテリモジュールは、電池収容箱の右端壁に隣り合うように配置される。右端壁には、ヒューズおよびブレーカが取り付けられる。右端壁に隣り合う2つのバッテリモジュールがヒューズおよびブレーカを介して互いに接続される。
 各列の他端部のバッテリモジュールは、電池収容箱の左端壁に隣り合うように配置される。左端壁には、各バッテリセルの電圧等を検出するためのバッテリECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)およびコンタクタが取り付けられる。左端壁に隣り合う2つのバッテリモジュールのうち一方のバッテリモジュールがバッテリECUおよびコンタクタに接続される。
特開2009-289430号公報
 上記の組電池(バッテリシステム)においては、電池収容箱内に6つのバッテリモジュールがほぼ隙間なく収納される。そのため、各バッテリセルの放熱が困難であり、各バッテリセルの温度が異常に高くなる可能性がある。一方、複数のバッテリモジュール間に放熱のための空間を設けると、バッテリシステムが大型化する。
 本発明の目的は、各バッテリセルを十分に放熱させることが可能でかつ大型化が抑制されたバッテリシステム、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置を提供することである。
 本発明の一局面に従うバッテリシステムは、一列に並ぶように配置された複数のバッテリセルを含む第1のバッテリセル列と、一列に並ぶように配置された複数のバッテリセルを含む第2のバッテリセル列と、第1および第2のバッテリセル列に接続された電気部品とを備え、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列とは並列に配置され、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間に空間が設けられ、空間に電気部品が配置されるものである。
 本発明によれば、各バッテリセルを十分に放熱させることが可能でかつバッテリシステムの大型化が抑制される。
図1は第1の実施の形態に係るバッテリシステムの構成を示す平面図である。 図2はバッテリモジュールの外観斜視図である。 図3は図2のバッテリモジュールの平面図である。 図4は図2のバッテリモジュールの側面図である。 図5はバスバーの外観斜視図である。 図6はFPC基板に複数のバスバーおよび複数のPTC素子が取り付けられた状態を示す外観斜視図である。 図7はバスバー、FPC基板およびプリント回路基板の接続について説明するための模式的平面図である。 図8はコンタクタ部の詳細を示す回路図である。 図9はHVコネクタと外部装置との接続方法について説明するための模式的外観斜視図である。 図10はケーシング内に導入された冷却用気体の流れを示す平面図である。 図11は通気口の他の配置例を示す平面図である。 図12はバッテリモジュールの他の例を示す外観斜視図である。 図13は図12のバッテリモジュールを備えたバッテリシステムの模式的上面図である。 図14はバッテリモジュールのさらに他の例を示す分解斜視図である。 図15は第2の実施の形態に係るバッテリシステムの模式的平面図である。 図16は第3の実施の形態に係るバッテリシステムの模式的平面図である。 図17は第4の実施の形態に係るバッテリシステムの模式的平面図である。 図18は第5の実施の形態に係るバッテリシステムの模式的平面図である。 図19は第6の実施の形態に係るバッテリシステムの模式的平面図である。 図20は第7の実施の形態に係るバッテリシステムの模式的平面図である。 図21は第8の実施の形態に係るバッテリシステムの模式的平面図である。 図22は第9の実施の形態に係るバッテリシステムの模式的平面図である。 図23は第10の実施の形態に係るバッテリシステムの模式的平面図である。 図24はバッテリシステムを備える電動自動車の構成を示すブロック図である。 図25はバッテリシステムを備える電源装置の構成を示すブロック図である。
 本発明の一実施の形態に係るバッテリシステムは、一列に並ぶように配置された複数のバッテリセルを含む第1のバッテリセル列と、一列に並ぶように配置された複数のバッテリセルを含む第2のバッテリセル列と、第1および第2のバッテリセル列に接続された電気部品とを備え、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列とは並列に配置され、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間に空間が設けられ、空間に電気部品が配置されるものである。
 そのバッテリシステムにおいては、複数のバッテリセルを含む第1のバッテリセル列と、複数のバッテリセルを含む第2のバッテリセル列とが並列に配置される。第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間には空間が設けられる。この場合、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間の空間に冷却用の気体を流すことができる。それにより、第1および第2のバッテリセル列の各バッテリセルを十分に放熱させることができる。
 また、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間の空間に、第1および第2のバッテリセル列に接続された電気部品が配置される。それにより、電気部品の配置スペースを別途設ける必要がないので、バッテリシステムの大型化が抑制される。さらに、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間の空間に冷却用の気体を流すことにより、電気部品を十分に放熱させることができる。
 電気部品と第1のバッテリセル列との間および電気部品と第2のバッテリセル列との間に冷却のための流体を流すことが可能な隙間が形成されてもよい。
 この場合、例えば、各バッテリセルを温度上昇による劣化が生じない程度まで放熱可能なように予め定められた流量の冷却のための流体を上記の隙間に流すことができる。それにより、各バッテリセルの劣化を防止することができる。また、上記の隙間に冷却のための流体が流されることにより、電気部品をより十分に放熱させることができる。
 電気部品は複数設けられてもよい。この場合、複数の電気部品が第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間の空間に配置される。そのため、電気部品の数が増加しても、電気部品の配置スペースを追加で設ける必要がない。したがって、バッテリシステムの大型化が十分に抑制される。また、複数の電気部品が集合的に配置されるので、複数の電気部品のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能となる。
 複数の電気部品は、第1および第2のバッテリセル列に並列に並ぶように配置されてもよい。
 この場合、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間の空間を拡大することなく、複数の電気部品を無駄なく効率的に配置することができる。したがって、バッテリシステムの大型化が十分に抑制される。
 複数の電気部品は部品列を構成し、部品列は第1および第2のバッテリセル列に並列に配置されてもよい。
 この場合、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間の空間に複数の電気部品からなる部品列が第1および第2のバッテリセル列に並列に配置される。それにより、複数の電気部品を無駄なく効率的に配置することができ、バッテリシステムの大型化が十分に抑制される。
 第1のバッテリセル列の複数のバッテリセルは、第1のバッテリセル列の一端部に最も高電位の電極端子が位置しかつ第1のバッテリセル列の他端部に最も低電位の電極端子が位置するように直列に接続され、第2のバッテリセル列の複数のバッテリセルは、第2のバッテリセル列の一端部に最も低電位の電極端子が位置しかつ第2のバッテリセル列の他端部に最も高電位の電極端子が位置するように直列に接続され、第1のバッテリセル列の一端部および第2のバッテリセル列の一端部が互いに隣り合い、第1のバッテリセル列の他端部および第2のバッテリセル列の他端部が互いに隣り合い、第1のバッテリセル列の最も高電位の電極端子および第2のバッテリセル列の最も低電位の電極端子が外部装置に接続され、第1のバッテリセル列の最も低電位の電極端子および第2のバッテリセル列の最も高電位の電極端子が互いに接続され、複数の部品は、第1および第2のバッテリセル列と外部装置との間に接続される第1の開閉器と、第1のバッテリセル列の最も低電位の電極端子と第2のバッテリセル列の最も高電位の電極端子との間に接続される第2の開閉器とを含んでもよい。
 この場合、第1のバッテリセル列の一端部に位置する最も高電位の電極端子と第2のバッテリセル列の一端部に位置する最も低電位の電極端子とに第1の開閉器が接続される。第1および第2のバッテリセル列の一端部は互いに隣り合う。そのため、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間の空間において、第1および第2のバッテリセル列の一端部の近傍に第1の開閉器が配置されることにより、第1および第2のバッテリセル列と第1の開閉器とを接続するための配線を短くすることができかつ配線の引き回しを単純化することができる。
 また、第1のバッテリセル列の他端部に位置する最も低電位の電極端子と第2のバッテリセル列の他端部に位置する最も高電位の電極端子とに第2の開閉器が接続される。第1および第2のバッテリセル列の他端部は互いに隣り合う。そのため、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間の空間において、第1および第2のバッテリセル列の他端部の近傍に第2の開閉器が配置されることにより、第1および第2のバッテリセル列と第2の開閉器とを接続するための配線を短くすることができかつ配線の引き回しを単純化することができる。
 したがって、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。
 第1のバッテリセル列の複数のバッテリセルは、第1のバッテリセル列の一端部に最も高電位の電極端子が位置しかつ第1のバッテリセル列の他端部に最も低電位の電極端子が位置するように直列に接続され、第2のバッテリセル列の複数のバッテリセルは、第2のバッテリセル列の一端部に最も高電位の電極端子が位置しかつ第2のバッテリセル列の他端部に最も低電位の電極端子が位置するように直列に接続され、第1のバッテリセル列の一端部および第2のバッテリセル列の一端部が互いに隣り合い、第1のバッテリセル列の他端部および第2のバッテリセル列の他端部が互いに隣り合い、第1のバッテリセル列の最も高電位の電極端子および第2のバッテリセル列の最も高電位の電極端子が互いに接続されるとともに外部装置に接続され、第1のバッテリセル列の最も低電位の電極端子および第2のバッテリセル列の最も低電位の電極端子が互いに接続されるとともに外部装置に接続され、電気部品は、第1および第2のバッテリセル列と外部装置との間に接続される第1の開閉器を含んでもよい。
 この場合、第1および第2のバッテリセル列の一端部が互いに隣り合うので、第1のバッテリセル列の最も高電位の電極端子と第2のバッテリセル列の最も高電位の電極端子とを接続するための配線を短くすることができかつ配線の引き回しを単純化することができる。また、第1および第2のバッテリセル列の他端部が互いに隣り合うので、第1のバッテリセル列の最も低電位の電極端子と第2のバッテリセル列の最も低電位の電極端子とを接続するための配線を短くすることができかつ配線の引き回しを単純化することができる。
 また、第1のバッテリセル列と第2のバッテリセル列との間の空間に第1の開閉器が配置されるので、第1および第2のバッテリセル列と第1の開閉器とを接続するための配線を短くすることができかつ配線の引き回しを単純化することができる。したがって、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。
 本発明の他の実施の形態に係る電動車両は、上記のバッテリシステムと、バッテリシステムからの電力により駆動されるモータと、モータの回転力により回転する駆動輪とを備えるものである。
 その電動車両においては、上記のバッテリシステムからの電力によりモータが駆動される。そのモータの回転力により駆動輪が回転することにより、電動車両が移動する。この場合、バッテリシステムの大型化が抑制されかつ各バッテリセルが十分に放熱される。それにより、電動車両の設計の自由度が向上するとともに走行性能が向上する。
 本発明のさらに他の実施の形態に係る移動体は、上記のバッテリシステムと、移動本体部と、バッテリシステムからの電力を動力に変換する動力源と、動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる駆動部とを備えるものである。
 その移動体においては、上記のバッテリシステムからの電力が動力源により動力に変換され、その動力により駆動部が移動本体部を移動させる。この場合、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリシステムの大型化が抑制されかつ各バッテリセルが十分に放熱される。それにより、移動体の設計の自由度が向上するとともに移動体の移動性能が向上する。
 本発明のさらに他の実施の形態に係る電力貯蔵装置は、上記のバッテリシステムと、バッテリシステムの複数のバッテリセルの放電または充電に関する制御を行うシステム制御部とを備えるものである。
 その電力貯蔵装置においては、システム制御部により、複数のバッテリセルの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、複数のバッテリセルの劣化、過放電および過充電を防止することができる。また、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリシステムの大型化が抑制されかつ各バッテリセルが十分に放熱される。それにより、電力貯蔵装置の大型化が抑制されるとともに、電力貯蔵装置の信頼性が向上される。
 本発明のさらに他の実施の形態に係る電源装置は、外部に接続可能な電源装置であって、上記の電力貯蔵装置と、電力貯蔵装置のシステム制御部により制御され、電力貯蔵装置のバッテリシステムと外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備えるものである。
 その電源装置においては、複数のバッテリセルと外部との間で電力変換装置により電力変換が行われる。電力変換装置が電力貯蔵装置のシステム制御部により制御されることにより、複数のバッテリセルの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、複数のバッテリセルの劣化、過放電および過充電を防止することができる。また、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリシステムの大型化が抑制されかつ各バッテリセルが十分に放熱される。それにより、電源装置の大型化が抑制されるとともに、電源装置の信頼性が向上される。
 (1)第1の実施の形態
 以下、本発明の第1の実施の形態に係るバッテリシステムについて図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態に係るバッテリシステムは、電力によって駆動される電動車両(例えば電動自動車)または電力を貯蔵および供給する電源装置に搭載される。
 (1-1)バッテリシステムの概要
 図1は、第1の実施の形態に係るバッテリシステムの構成を示す平面図である。図1に示すように、バッテリシステム500は、バッテリモジュール100a,100b,100c,100d、コンタクタ部120,121およびHV(High Voltage;高圧)コネクタ520を備える。バッテリモジュール100a,100b,100c,100dは、互いに同じ構成を有する。
 バッテリモジュール100a~100d、コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520は、箱型のケーシング550内に収容される。ケーシング550は、側面部550a,550b,550c,550dを有する。側面部550a,550cは互いに平行であり、側面部550b,550dは互いに平行でありかつ側面部550a,550cに対して垂直である。
 ケーシング550内において、バッテリモジュール100a,100bは、一定間隔をおいて一列に並ぶように配置される。バッテリモジュール100c,100dは、一定間隔をおいて一列に並ぶように配置される。以下、バッテリモジュール100a,100bからなる列をモジュール列T1と呼び、バッテリモジュール100c,100dからなる列をモジュール列T2と呼ぶ。モジュール列T1は、第1のバッテリセル列の例であり、モジュール列T2は、第2のバッテリセル列の例である。モジュール列T1とモジュール列T2とは一定間隔をおいて並列に配置される。
 ここで、並列に配置されるとは、モジュール列T1およびモジュール列T2が平行に配置される場合に限らず、モジュール列T1およびモジュール列T2が角度をなすように配置される場合も含む。モジュール列T1およびモジュール列T2がなす角度は、例えば0度以上90度以下である。図1の例では、モジュール列T1およびモジュール列T2が平行に配置される。
 ケーシング550内において、側面部550aに沿ってモジュール列T1が配置され、側面部550cに沿ってモジュール列T2が配置される。モジュール列T1とモジュール列T2との間には、通気空間ACが設けられる。図1およびそれ以降の複数の図においては、モジュール列T1を表す破線とモジュール列T2を表す破線との間に通気空間ACを表す破線が示されるが、実際は、互いに対向するモジュール列T1(バッテリモジュール100a,100b)の一側面とモジュール列T2(バッテリモジュール100c,100d)の一側面との間の空間が通気空間ACに相当する。
 通気空間ACには、コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520が配置される。コンタクタ部120は、側面部550dの近傍でバッテリモジュール100aと隣り合うように配置され、コンタクタ部121は側面部550dの近傍でバッテリモジュール100cと隣り合うように配置される。また、コンタクタ部120,121と隣り合うように通気空間ACの中央部近くにHVコネクタ520が配置される。コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520は、それぞれ電気部品の例である。また、コンタクタ部120,121は、第1の開閉器の例である。本実施の形態では、コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520により部品列CRが構成される。部品列CRはモジュール列T1,T2に並列に配置される。本例のように、部品列CRは、モジュール列T1,T2に対して略平行な方向に並べられた複数の電気部品を含んでもよく、モジュール列T1,T2に対して略垂直な方向または傾斜する方向に並べられた複数の電気部品(本例では、コンタクタ部120,121)を含んでもよい。
 通気空間ACに配置される電気部品とモジュール列T1との間、および通気空間ACに配置される電気部品とモジュール列T2との間には、通気用の隙間(以下、通気路APと呼ぶ)が設けられる。図1の例では、コンタクタ部120とバッテリモジュール100aとの間、コンタクタ部121とバッテリモジュール100cとの間、HVコネクタ520とバッテリモジュール100aとの間、およびHVコネクタ520とバッテリモジュール100cとの間に通気路APが設けられる。通気路APを通して、バッテリモジュール100a~100dを冷却するための流体が流される。冷却のための流体として、バッテリシステム500における電気的絶縁性および金属等の耐腐食性等に影響がない、または影響が低いと考えられる、気体、粒状体、ゲル状体または液体等を用いることができる。本実施の形態では、冷却のための流体として、そのような特性の気体(空気)が用いられる。
 バッテリモジュール100a~100dの各々は、互いに直列に接続された複数のバッテリセル10を含む。以下、バッテリモジュール100a~100dの詳細について、バッテリモジュール100aを例に説明する。
 (1-2)バッテリモジュールの詳細
 図2は、バッテリモジュール100aの外観斜視図である。図3は、図2のバッテリモジュール100aの平面図であり、図4は、図2のバッテリモジュール100aの側面図である。
 なお、図2~図4ならびに後述する図6、図7および図12においては、矢印X,Y,Zで示すように、互いに直交する三方向をX方向、Y方向およびZ方向と定義する。なお、本例では、X方向およびY方向が水平面に平行な方向であり、Z方向が水平面に直交する方向である。また、上方向は矢印Zが向く方向である。
 図2~図4に示すように、バッテリモジュール100aにおいては、扁平な略直方体形状を有する複数(本例では18個)のバッテリセル10がX方向に沿って並ぶように配置されている。各バッテリセル10は、例えばリチウムイオン電池またはニッケル水素電池等の二次電池である。隣り合うバッテリセル10間には、図示しないセパレータが配置される。そのため、隣り合うバッテリセル10間には隙間が形成される。複数のバッテリセル10は、一対のエンドプレート92、一対の上端枠93および一対の下端枠94により一体的に固定されている。一対のエンドプレート92はそれぞれ略板形状を有し、YZ平面に平行に配置されている。一対の上端枠93および一対の下端枠94は、X方向に延びるように配置されている。
 各エンドプレート92の四隅には、一対の上端枠93および一対の下端枠94を接続するための接続部が形成されている。一対のエンドプレート92の間に複数のバッテリセル10が配置された状態で、一対のエンドプレート92の上側の接続部に一対の上端枠93が取り付けられ、一対のエンドプレート92の下側の接続部に一対の下端枠94が取り付けられる。これにより、複数のバッテリセル10が、X方向に沿って並ぶように配置された状態で一体的に固定される。
 一体的に固定された複数のバッテリセル10のXZ平面に平行な側面には、複数のサーミスタ11が取り付けられる。
 各バッテリセル10の上面の中央部には、ガス抜き弁10vが設けられる。バッテリセル10内部の圧力が所定の値まで上昇した場合、バッテリセル10内部のガスがガス抜き弁10vから排出される。これにより、バッテリセル10内部の過大な圧力上昇が防止される。
 一方のエンドプレート92には、外側の面に間隔を隔ててリジッドプリント回路基板(以下、プリント回路基板と略記する)21が取り付けられている。プリント回路基板21上に、検出回路20が設けられている。プリント回路基板21が取り付けられるエンドプレート92は、図1のエンドプレート92aに相当する。一方、プリント回路基板21が取り付けられないエンドプレート92は、図1のエンドプレート92bに相当する。
 各バッテリセル10は、Y方向に沿って並ぶように上面部分にプラス電極10aおよびマイナス電極10bを有する。各電極10a,10bは、上方に向かって突出するように傾斜して設けられている(図4参照)。
 以下の説明においては、プリント回路基板21が取り付けられないエンドプレート92に隣り合うバッテリセル10からプリント回路基板21が取り付けられるエンドプレート92に隣り合うバッテリセル10までを1番目~18番目のバッテリセル10と呼ぶ。
 各バッテリセル10は、隣り合うバッテリセル10間でY方向におけるプラス電極10aおよびマイナス電極10bの位置関係が互いに逆になるように配置される。また、複数のバッテリセル10の一方の電極10a,10bがX方向に沿って一列に並び、複数のバッテリセル10の他方の電極10a,10bがX方向に沿って一列に並ぶ。それにより、隣り合うバッテリセル10間では、一方のバッテリセル10のプラス電極10aと他方のバッテリセル10のマイナス電極10bとが隣り合い、一方のバッテリセル10のマイナス電極10bと他方のバッテリセル10のプラス電極10aとが隣り合う。この状態で、隣り合う2つの電極にバスバー40が取り付けられる。これにより、複数のバッテリセル10が直列接続される。
 具体的には、1番目のバッテリセル10のプラス電極10aと2番目のバッテリセル10のマイナス電極10bとに共通のバスバー40が取り付けられる。また、2番目のバッテリセル10のプラス電極10aと3番目のバッテリセル10のマイナス電極10bとに共通のバスバー40が取り付けられる。同様にして、各奇数番目のバッテリセル10のプラス電極10aとそれに隣り合う偶数番目のバッテリセル10のマイナス電極10bとに共通のバスバー40が取り付けられる。各偶数番目のバッテリセル10のプラス電極10aとそれに隣り合う奇数番目のバッテリセル10のマイナス電極10bとに共通のバスバー40が取り付けられる。
 また、1番目のバッテリセル10のマイナス電極10bおよび18番目のバッテリセル10のプラス電極10aには、バスバー40aがそれぞれ取り付けられる。
 Y方向における複数のバッテリセル10の一端部側には、X方向に延びる長尺状のフレキシブルプリント回路基板(以下、FPC基板と略記する)50が複数のバスバー40,40aに共通して接続されている。同様に、Y方向における複数のバッテリセル10の他端部側には、X方向に延びる長尺状のFPC基板50が複数のバスバー40に共通して接続されている。
 FPC基板50は、絶縁層上に複数の導体線(配線パターン)が形成された構成を有し、屈曲性および可撓性を有する。FPC基板50を構成する絶縁層の材料としては例えばポリイミドが用いられ、導体線の材料としては例えば銅が用いられる。各FPC基板50には、複数のPTC(Positive Temperature Coefficient:正温度係数)素子60が実装される。
 各FPC基板50は、一方のエンドプレート92(プリント回路基板21が取り付けられるエンドプレート92)の上端部分で内側に向かって直角に折り返され、さらに下方に向かって折り返され、プリント回路基板21に接続されている。
 次に、バスバー40,40aおよびFPC基板50の詳細を説明する。以下、隣り合う2つのバッテリセル10のプラス電極10aとマイナス電極10bとに取り付けられるバスバー40を2電極用のバスバー40と呼び、1つのバッテリセル10のプラス電極10aまたはマイナス電極10bに取り付けられるバスバー40aを1電極用のバスバー40aと呼ぶ。
 図5(a)は2電極用のバスバー40の外観斜視図であり、図5(b)は1電極用のバスバー40aの外観斜視図である。本実施の形態において、バスバー40,40aは、例えばタフピッチ銅の表面にニッケルめっきが施された構成を有する。
 図5(a)に示すように、2電極用のバスバー40は、略長方形状を有するベース部41およびそのベース部41の一辺からベース部41の一面側に屈曲して延びる一対の取付片42を備える。ベース部41には、一対の電極接続孔43が形成されている。
 図5(b)に示すように、1電極用のバスバー40aは、略正方形状を有するベース部45およびそのベース部45の一辺からベース部45の一面側に屈曲して延びる取付片46を備える。ベース部45には、電極接続孔47が形成されている。
 図6は、FPC基板50に複数のバスバー40,40aおよび複数のPTC素子60が取り付けられた状態を示す外観斜視図である。図6に示すように、2枚のFPC基板50には、X方向に沿って所定の間隔で複数のバスバー40,40aの取付片42,46が例えば半田付けにより接合される。また、複数のPTC素子60は、複数のバスバー40,40aの間隔と同じ間隔で2枚のFPC基板50にそれぞれ取り付けられる。
 バッテリモジュール100aを作製する際には、エンドプレート92(図1)、上端枠93(図1)および下端枠94(図1)により一体的に固定された複数のバッテリセル10上に、上記のように複数のバスバー40,40aおよび複数のPTC素子60が取り付けられた2枚のFPC基板50が取り付けられる。
 この取り付け時においては、隣り合うバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bが各バスバー40,40aに形成された電極接続孔43,47に嵌め込まれる。プラス電極10aおよびマイナス電極10bには雄ねじが形成されている。各バスバー40,40aが隣り合うバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bに嵌め込まれた状態でナット(図示せず)がプラス電極10aおよびマイナス電極10bの雄ねじに螺合される。
 このようにして、複数のバッテリセル10に複数のバスバー40,40aが取り付けられるとともに、複数のバスバー40,40aによりFPC基板50が略水平姿勢で保持される。
 次に、バスバー40,40a、FPC基板50およびプリント回路基板21の接続について説明する。図7は、バスバー40,40a、FPC基板50およびプリント回路基板21の接続について説明するための模式的平面図である。
 図7に示すように、FPC基板50には、複数のバスバー40,40aにそれぞれ対応するように複数の導体線51,52が設けられる。各導体線51は、バスバー40,40aの取付片42,46とそのバスバー40,40aの近傍に配置されたPTC素子60との間でY方向に平行に延びるように設けられ、各導体線52は、PTC素子60とFPC基板50の一端部との間でX方向に平行に延びるように設けられる。
 各バスバー40,40aの取付片42,46が、各導体線51の一端部に例えば半田付けまたは溶接により接続される。それにより、各バスバー40,40aがFPC基板50に固定される。また、PTC素子60の一対の端子(図示せず)が、各導体線51の他端部および各導体線52の一端部に例えば半田付けにより接続される。
 プリント回路基板21には、検出回路20が実装されるとともに、FPC基板50の複数の導体線52に対応した複数の接続端子22が設けられる。複数の接続端子22は、検出回路20に電気的に接続されている。FPC基板50の各導体線52の他端部は、例えば半田付けまたは溶接により対応する接続端子22に接続される。なお、プリント回路基板21とFPC基板50との接続は、半田付けまたは溶接に限らずコネクタを用いて行われてもよい。
 このようにして、各バスバー40,40aがPTC素子60を介して、プリント回路基板21上の検出回路20に電気的に接続される。それにより、各バッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bが検出回路20に接続される。検出回路20は、各バッテリセル10の端子電圧および各バッテリセル10に流れる電流を検出する。
 また、図1の複数のサーミスタ11が図示しない導体線を介して検出回路20に接続される。検出回路20は、サーミスタ11によりバッテリモジュール100aの温度を検出する。
 (1-3)複数のバッテリモジュールの接続
 次に、上記構成を有するバッテリモジュール100a~100dの接続について図1を参照しながら説明する。以下の説明では、バッテリモジュール100a~100dの各々に設けられる一対のエンドプレート92のうち、プリント回路基板21が取り付けられるエンドプレート92をエンドプレート92aと呼び、プリント回路基板21が取り付けられないエンドプレート92をエンドプレート92bと呼ぶ。図1においては、エンドプレート92aにハッチングが付されている。
 バッテリモジュール100a,100bは、バッテリモジュール100aのエンドプレート92bとバッテリモジュール100bのエンドプレート92aとが互いに向き合うように配置される。バッテリモジュール100aのエンドプレート92aは側面部550dに向けられ、バッテリモジュール100bのエンドプレート92bは側面部550bに向けられる。
 バッテリモジュール100c,100dは、バッテリモジュール100cのエンドプレート92aとバッテリモジュール100dのエンドプレート92bとが互いに向き合うように配置される。バッテリモジュール100cのエンドプレート92bは側面部550dに向けられ、バッテリモジュール100dのエンドプレート92aは側面部550bに向けられる。
 バッテリモジュール100a~100dの各々においては、エンドプレート92aに隣り合うバッテリセル10(18番目のバッテリセル10)のプラス電極10aの電位が最も高く、エンドプレート92bに隣り合うバッテリセル10(1番目のバッテリセル10)のマイナス電極10bの電位が最も低い。以下、バッテリモジュール100a~100dの各々において最も電位が高いプラス電極10aを高電位電極10Aと呼び、各バッテリモジュール100a~100dの各々において最も電位が低いマイナス電極10bを低電位電極10Bと呼ぶ。
 バッテリモジュール100aの低電位電極10Bとバッテリモジュール100bの高電位電極10Aとは、帯状のバスバー501aを介して互いに接続される。バッテリモジュール100cの高電位電極10Aとバッテリモジュール100dの低電位電極10Bとは、帯状のバスバー501aを介して互いに接続される。これにより、バッテリモジュール100a,100bが互いに直列に接続され、バッテリモジュール100c,100dが互いに直列に接続される。
 この場合、バッテリモジュール100aの低電位電極10Bとバッテリモジュール100bの高電位電極10Aとは互いに近接し、バッテリモジュール100cの高電位電極10Aとバッテリモジュール100dの低電位電極10Bとは互いに近接する。そのため、比較的短いバスバー501aを用いてバッテリモジュール100a,100bを直列に接続することができる。また、比較的短いバスバー501aを用いてバッテリモジュール100c,100dを直列に接続することができる。なお、バスバー501aの代わりに、ハーネスまたはリード線等の他の接続部材が用いられてもよい。
 バッテリモジュール100bの低電位電極10Bとバッテリモジュール100dの高電位電極10Aとは、電源線D1を介して互いに接続される。これにより、バッテリモジュール100a~100dが直列に接続される。バッテリモジュール100aの高電位電極10Aの電位が最も高く、バッテリモジュール100cの低電位電極10Bの電位が最も低い。
 この場合、バッテリモジュール100bの低電位電極10Bおよびバッテリモジュール100dの高電位電極10Aは、側面部550bに近接するようにモジュール列T1,T2の端部にそれぞれ位置する。また、バッテリモジュール100bの低電位電極10Bおよびバッテリモジュール100dの高電位電極10Aは、通気空間ACに近接するようにモジュール列T1,T2において内側にそれぞれ位置する。そのため、比較的短い電源線D1を用いてバッテリモジュール100bの低電位電極10Bとバッテリモジュール100dの高電位電極10Aとを接続することができる。
 バッテリモジュール100aの高電位電極10Aは電源線D2を介してコンタクタ部120に接続され、バッテリモジュール100cの低電位電極10Bは電源線D3を介してコンタクタ部121に接続される。コンタクタ部120は、電源線D4を介してHVコネクタ520に接続され、コンタクタ部121は、電源線D5を介してHVコネクタ520に接続される。HVコネクタ520は、電源線D6,D7を介して電動車両のモータ等の外部装置に接続される。
 この場合、バッテリモジュール100aの高電位電極10Aおよびバッテリモジュール100cの低電位電極10Bは、側面部550dに近接するようにモジュール列T1,T2の端部にそれぞれ位置する。また、コンタクタ部120は、側面部550dに近接しかつバッテリモジュール100aに隣り合うように通気空間ACの端部に位置し、コンタクタ部121は、側面部550dに近接しかつバッテリモジュール100cに隣り合うように通気空間ACの端部に位置する。さらに、バッテリモジュール100aの高電位電極10Aおよびバッテリモジュール100cの低電位電極10Bは、通気空間ACに近接するようにモジュール列T1,T2において内側にそれぞれ位置する。そのため、比較的短い電源線D2を用いてバッテリモジュール100aの高電位電極10Aとコンタクタ部120とを接続することができ、比較的短い電源線D3を用いてバッテリモジュール100dの低電位電極10Bとコンタクタ部121とを接続することができる。
 また、通気空間ACにおいて、コンタクタ部120,121と隣り合うようにHVコネクタ520が配置されるので、比較的短い電源線D4,D5を用いてコンタクタ部120,121とHVコネクタ520とを接続することができる。
 図8は、コンタクタ部120,121の詳細を示す回路図である。図8に示すように、コンタクタ部120は、高電位側コンタクタ120a,プリチャージコンタクタ120bおよびプリチャージ抵抗PRを含み、コンタクタ部121は、低電位側コンタクタ121aを含む。
 高電位コンタクタ120aの一方の端子は、電源線D2を介してバッテリモジュール100aの高電位電極10Aに接続される。高電位コンタクタ120aの他方の端子は、電源線D4を介してHVコネクタ520の一方側の高電位端子t1に接続される。高電位コンタクタ120aの一方の端子と他方の端子との間に、プリチャージコンタクタ120bおよびプリチャージ抵抗PRが互いに直列に接続される。低電位コンタクタ121aの一方の端子は、電源線D3を介してバッテリモジュール100dの低電位電極10Bに接続される。低電位コンタクタ121aの他方の端子は、電源線D5を介してHVコネクタ520の一方側の低電位端子t2に接続される。
 HVコネクタ520の他方側の高電位端子t3は、電源線D6を介してモータ等の外部装置ODの高電位端子に接続される。HVコネクタ520の他方側の低電位端子t4は、電源線D7を介して外部装置ODの低電位端子に接続される。
 バッテリモジュール100a~100dから外部装置ODへの電力の供給(バッテリモジュール100a~100dの放電)、または外部装置ODからバッテリモジュール100a~100dへの電力の供給(バッテリモジュール100a~100dの充電)が開始される際には、高電位側コンタクタ120aがオフされ、プリチャージコンタクタ120bおよび低電位側コンタクタ121aがオンされる。この場合、プリチャージ抵抗PRを通ってバッテリモジュール100a~100dと外部装置ODとの間で電流が流れる。そのため、プリチャージ抵抗PRにより電流が制限されるので、瞬間的な大電流(突入電流)の発生が防止される。
 バッテリモジュール100a~100dと外部装置ODとの間の電流が安定すると、高電位側コンタクタ120aがオンされ、プリチャージコンタクタ120bがオフされる。その後、バッテリモジュール100a~100dから外部装置ODへの電力の供給、または外部装置ODからバッテリモジュール100a~100dへの電力の供給が停止される際には、高電位側コンタクタ120aおよび低電位側コンタクタ121aの一方または両方がオフされる。それにより、バッテリモジュール100a~100dと外部装置ODとが電気的に遮断される。
 図9は、HVコネクタ520と外部装置との接続方法について説明するための模式的外観斜視図である。図9に示すように、ケーシング550の上部開口を閉塞するように、蓋部550eが設けられる。蓋部550eは、側面部550a~550dの上端部に連結される。HVコネクタ520の上方における蓋部550eの部分には、接続用孔部CHが設けられる。
 電源線D6,D7の一端部にはL字状のコネクタ525が設けられる。コネクタ525の先端部が、蓋部550eの接続用孔部CHに挿入され、HVコネクタ520に接続される。これにより、電源線D6,D7の一端部がHVコネクタ520に接続される。電源線D6,D7の他端部は外部装置OD(図8)に接続される。
 図1に戻り、バッテリモジュール100aのプリント回路基板21(図2)とバッテリモジュール100bのプリント回路基板21とは、通信線P1を介して互いに接続される。バッテリモジュール100bのプリント回路基板21とバッテリモジュール100dのプリント回路基板21とは、通信線P2を介して互いに接続される。バッテリモジュール100dのプリント回路基板21とバッテリモジュール100cのプリント回路基板21とは、通信線P3を介して互いに接続される。バッテリモジュール100cのプリント回路基板21は、通信線P4を介して外部の制御装置に接続される。
 上記のように、バッテリモジュール100a,100b,100c,100dの各々において、複数のバッテリセル10に関する情報(電圧、電流および温度)がプリント回路基板21上の検出回路20(図2)により検出される。以下、検出回路20により検出される複数のバッテリセル10に関する情報をセル情報と呼ぶ。
 バッテリモジュール100a~100dの検出回路20により検出されたセル情報は、通信線P1,P2,P3,P4を介して外部の制御装置に与えられる。また、外部の制御装置から通信線P1,P2,P3,P4を介してバッテリモジュール100a~100dのプリント回路基板21に制御信号が与えられる。
 (1-4)ケーシング内における放熱
 ケーシング550の側面部550bの中央部には、通気空間ACに対向するようにファンFAが設けられる。側面部550dの両端部には、一対の通気口AMが設けられる。ファンFAにより、ケーシング550内にバッテリモジュール100a~100dを冷却するための空気(以下、冷却用気体と呼ぶ)が導入される。
 図10は、ケーシング550内に導入された冷却用気体の流れを示す平面図である。図10においては、電源線D1~D7および通信線P1~P4の図示が省略される。
 図10に示すように、ケーシング550内に導入された冷却用気体は、通気空間ACを通って側面部550dに向かうように流れる。また、冷却用気体は、通気空間ACからモジュール列T1の複数のバッテリセル10間を通って側面部550aに向かうように流れ、通気空間ACからモジュール列T2の複数のバッテリセル10間を通って側面部550cに向かうように流れる。その後、冷却用気体は、一対の通気口AMを通してケーシング550から排出される。
 この場合、ファンFAにより導入された冷却用気体は、通気空間ACにおいてHVコネクタ520およびコンタクタ部120,121に接触し、続いてモジュール列T1,T2の各バッテリセル10に接触する。それにより、HVコネクタ520、コンタクタ部120,121およびモジュール列T1,T2の各バッテリセル10を効率よく放熱させることができる。また通気空間ACに関してモジュール列T1,T2が互いに対称に配置されるので、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を均等に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにおいて、電気部品(HVコネクタ520およびコンタクタ部120,121)とモジュール列T1,T2との間に設けられる通気路APを通って、冷却用気体が流れる。これにより、ケーシング550の全体に効率よく冷却用気体を流すことができ、各バッテリセル10を効率よく放熱させることができる。冷却用気体は、冷却のための流体の例である。
 通気路APは、予め定められる流量V(L(リットル)/min)以上の流体を流すことが可能なように設けられる。流量Vは、各バッテリセル10を温度上昇による劣化が生じない程度まで放熱可能なように設定される。例えば、流量Vは、流体の温度、粘性および熱容量、電気部品の数、体積、形状および発熱量、ならびにバッテリモジュール100a~100dのバッテリセル10の数、体積、形状および発熱量等に基づいてシミュレーションおよび試作品を用いた試験等により求めることができる。求められた流量Vに基づいて、通気路APの最小の幅を決定することができる。ここで、通気路APの最小の幅とは、電気部品とモジュール列T1,T2との間の距離の最小値をいう。
 なお、図10および後述の図11では、電気部品の上方を通る冷却用気体の流れが点線の矢印で示されるが、実際は、電気部品(例えば、HVコネクタ520等)の外面に沿うように冷却用気体が分離し、通岐路AP(図1)に流入するような冷却用気体の流れ(図示せず)が形成されるとともに、電気部品の上面に沿うような冷却用気体の流れが形成される。
 (1-5)第1の実施の形態の効果
 本実施の形態においては、モジュール列T1とモジュール列T2との間に通気空間ACが設けられ、ファンFAにより冷却用気体が通気空間ACに流される。これにより、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにコンタクタ部120,121およびHVコネクタ520が配置されるので、コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520の配置スペースを別途設ける必要がない。それにより、バッテリシステム500の大型化が抑制される。さらに、通気空間ACに冷却用気体が流されることにより、コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにコンタクタ部120,121およびHVコネクタ520が設けられることにより、電源線D2,D3,D4,D5を短くすることができ、電源線D2,D3,D4の引き回しを単純化することができる。それにより、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。さらに、コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520が集合的に配置されるので、これらの電気部品のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能になる。
 (1-6)通気口の他の配置例
 図11は、通気口AMの他の配置例を示す平面図である。図11においては、電源線D1~D7および通信線P1~P4の図示が省略される。
 図11の例では、ケーシング550の側面部550bの両端部に一対の通気口AMが設けられる。この場合、ケーシング550内に導入された冷却用気体が、側面部550dに向かうように流れた後に、側面部550aに向かうように反対方向に流れ、一対の通気口AMを通してケーシング550から排出される。それにより、図10の例に比べて、冷却用気体がより長い時間HVコネクタ520、コンタクタ部120,121および各バッテリセル10に接触する。そのため、HVコネクタ520、コンタクタ部120,121および各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。
 (1-7)バッテリモジュールの他の例
 上記のバッテリモジュール100a~100dの代わりに、以下に示すバッテリモジュール100a~100dを用いてもよい。図12は、バッテリモジュール100aの他の例を示す外観斜視図である。図13は、図12のバッテリモジュール100aおよびそれと同じ構成を有するバッテリモジュール100b~100cを備えたバッテリシステム500の模式的上面図である。
 図12のバッテリモジュール100aが図2のバッテリモジュール100aと異なるのは、次の点である。図12のバッテリモジュール100aにおいては、各バッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bが、各バッテリセル10のXZ平面に平行な両側面の近傍における上面部分から上方に突出するように設けられている。隣り合う各2個の電極10a,10bに、平板状のバスバー40pが嵌め込まれる。その状態で、電極10a,10bがバスバー40pにレーザ溶接される。それにより、複数のバッテリセル10が直列に接続される。最も電位が高いプラス電極10aに取り付けられるバスバー40pには、電源線D2が接続される。最も電位が高いプラス電極10aに取り付けられるバスバー40pには、電源線501bが接続される。
 複数のバスバー40pは、X方向に沿って2列に配列される。2列のバスバー40pの内側に、2枚のFPC基板50が配置される。一方のFPC基板50は、複数のバッテリセル10のガス抜き弁10vに重ならないように、複数のバッテリセル10のガス抜き弁10vと一方の1列の複数のバスバー40pとの間に配置される。同様に、他方のFPC基板50は、複数のバッテリセル10のガス抜き弁10vに重ならないように、複数のバッテリセル10のガス抜き弁10vと他方の1列の複数のバスバー40pとの間に配置される。
 一方のFPC基板50は、一方の1列の複数のバスバー40pに共通して接続されている。他方のFPC基板50は、他方の1列の複数のバスバー40pに共通して接続されている。各FPC基板50は、一方の端面枠92の上端部分で下方に向かって折り返され、プリント回路基板21に接続されている。
 プリント回路基板21の両端部および下部を保護するように、一対の側面部および底面部を有する保護部材95が端面枠92に取り付けられている。プリント回路基板21は、保護部材95で覆われることにより保護される。プリント回路基板21上には、検出回路20が設けられている。
 複数のバッテリセル10の下面に接するように冷却板96が設けられる。冷却板96は冷媒流入口96aおよび冷媒流出口96bを有する。冷却板96の内部には冷媒流入口96aおよび冷媒流出口96bにつながる循環経路が形成されている。冷媒流入口96aに冷却水等の冷媒が流入すると、冷媒は冷却板96内部の循環経路を通過して冷媒流出口96bから流出する。これにより冷却板96が冷却される。その結果、複数のバッテリセル10が冷却される。
 図13の例において、バッテリモジュール100a~100dは、図1のバッテリモジュール100a~100dと同様に配置される。バッテリモジュール100aの低電位電極10Bとバッテリモジュール100bの高電位電極10Aとが電源線501bを介して互いに接続される。バッテリモジュール100cの高電位電極10Aとバッテリモジュール100dの低電位電極10Bとが電源線501bを介して互いに接続される。これにより、バッテリモジュール100a,100bが互いに直列に接続され、バッテリモジュール100c,100dが互いに直列に接続される。
 バッテリモジュール100bの低電位電極10Bとバッテリモジュール100dの高電位電極10Aとは、電源線D1を介して互いに接続される。これにより、バッテリモジュール100a~100dが直列に接続される。この場合、バッテリモジュール100aの高電位電極10Aの電位が最も高く、バッテリモジュール100cの低電位電極10Bの電位が最も低い。
 バッテリモジュール100aの高電位電極10Aは電源線D2を介してコンタクタ部120に接続され、バッテリモジュール100cの低電位電極10Bは電源線D3を介してコンタクタ部121に接続される。
 バッテリモジュール100a~100dのプリント回路基板21(図12参照)は、図1の例と同様に、通信線P1~通信線P3を介して互いに接続される。また、バッテリモジュール100cのプリント回路基板21が、通信線P4を介して外部の制御装置に接続される。
 (1-8)バッテリモジュールのさらに他の例
 図14は、バッテリモジュール100aのさらに他の例を示す分解斜視図である。上記のバッテリモジュール100a~100dの代わりに、図14のバッテリモジュール100aおよびそれと同様の構成を有するバッテリモジュール100b~100dが用いられてもよい。本例では、上部が開口したケーシング(筺体)CA内にバッテリモジュール100b~100dがそれぞれ配置される。
 図14のバッテリモジュール100aについて、図2のバッテリモジュール100aと異なる点を説明する。図14のバッテリモジュール100aは、ガスダクト71および蓋部材80をさらに備える。蓋部材80は、樹脂等の絶縁性材料からなり、矩形板状を有する。以下、複数のバッテリセル10に対向する蓋部材80の面を裏面と呼び、その反対側の蓋部材80の面を表面と呼ぶ。図14においては、蓋部材80の表面が上方に向けられる。蓋部材80には、複数の開口83が2列をなすように形成される。複数の開口83は、複数のバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bにそれぞれ対応する。
 蓋部材80の表面に、プリント回路基板21が取り付けられる。蓋部材80の裏面に、一対のFPC基板50、複数のバスバー40,40aおよびガスダクト71が取り付けられる。ガスダクト71は、2列に配置される複数のバスバー40,40aの内側に配置される。
 ケーシングCA内に複数のバッテリセル10が収納されるとともに、ケーシングCAの開口を閉塞するように蓋部材80がケーシングCAに嵌合される。これにより、バッテリモジュール100aを収納するバッテリボックスBBが形成される。この場合、複数のバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bが複数のバスバー40,40aの電極接続孔43,47を通して、蓋部材80の複数の開口83にそれぞれ挿入される。蓋部材80の各開口83内において、プラス電極10aおよびマイナス電極10bにナット(図示せず)が嵌め込まれ、締め付けられる。それにより、複数のバスバー40,40aが複数のバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bに固定され、複数のバッテリセル10が直列接続される。ナットが用いられる代わりに、溶接により複数のバスバー40,40aが複数のバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bに固定されてもよい。ガスダクト71は、複数のバッテリセル10のガス抜き弁10vを覆うように配置される。各FPC基板50は、各バッテリセル10の上面から離間した状態で保持される。
 このように、プリント回路基板21、一対のFPC基板50、複数のバスバー40,40a、ガスダクト71および蓋部材80が一体的に複数のバッテリセル10に取り付けられる。それにより、バッテリモジュール100aの組み立てが容易になる。
 また、バッテリモジュール100aを収納するバッテリボックスBBが形成されることにより、バッテリモジュール100aの強度が向上する。また、複数のバッテリセル10がバッテリボックスBBのケーシングCAに固定されるとともに、蓋部材80がケーシングCAに嵌合されるので、複数のバッテリセル10と蓋部材80とを確実に固定することができる。
 さらに、ケーシングCAの開口が蓋部材80により閉塞されている。そのため、バッテリボックスBB内が樹脂によりモールドされてもよい。この場合、各バッテリセル10の結露を防止することができる。また、バッテリボックスBB内にモールドされた樹脂は、バッテリモジュール100の熱伝導特性に影響を及ぼすことができる。例えば、バッテリボックスBB内を空気よりも高い熱伝導率を有する樹脂でモールドすることにより、バッテリボックスBB内の熱を外部に放出することができる。一方、バッテリボックスBB内を空気よりも低い熱伝導率を有する樹脂でモールドすることにより、外部からバッテリボックスBB内への熱の流入を遮断することができる。
 また、バッテリボックスBB内は、閉鎖されているため、ケーシングCAおよび蓋部材80の少なくとも一方に孔部を設けることにより、バッテリボックスBB内の排気を行うことができる。この場合、バッテリモジュール100aにガスダクト71が設けられなくてもよい。
 図14のバッテリモジュール100aおよびそれと同様の構成を有するバッテリモジュール100b~100dが用いられる場合には、バッテリモジュール100a,100bをそれぞれ収納するケーシングCAと、バッテリモジュール100c,100dをそれぞれ収納するケーシングCAとの間の空間が通気空間ACとなる。
 図14のバッテリモジュール100aにおいて、複数のバスバー40,40aおよび一対のFPC基板50が、蓋部材80の表面に取り付けられてもよい。この場合、蓋部材80の複数の貫通孔83を通して、複数のバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bが複数のバスバー40,40aの電極接続孔43,47に挿入される。その状態で、ナットまたは溶接により複数のバスバー40,40aが複数のバッテリセル10のプラス電極10aおよびマイナス電極10bに固定される。
 また、図14のバッテリモジュール100aにおいて、FPC基板50が蓋部材80の内部に設けられてもよい。この場合も、FPC基板50が複数のバッテリセル10の上面から離間する。
 また、バッテリモジュール100aがケーシングCAに収納されなくてもよい。この場合でも、プリント回路基板21、一対のFPC基板50、複数のバスバー40,40a、ガスダクト71および蓋部材80を一体的に複数のバッテリセル10に取り付けることができる。それにより、バッテリモジュール100aの組み立てが容易になる。
 (2)第2の実施の形態
 本発明の第2の実施の形態に係るバッテリシステムについて、上記第1の実施の形態に係るバッテリシステムと異なる点を説明する。
 図15は、第2の実施の形態に係るバッテリシステム500の模式的平面図である。第2の実施の形態に係るバッテリシステム500においては、コンタクタ部120,121が設けられない。この場合、ケーシング550の側面部550dに近接するように通気空間ACの端部にHVコネクタ520が配置される。本実施の形態では、HVコネクタ520により部品列CRが構成される。本例のように、部品列CRは、1つの電気部品(本例では、HVコネクタ520)により構成されてもよい。バッテリモジュール100aの高電位電極10Aが電源線D2を介してHVコネクタ520に接続され、バッテリモジュール100cの低電位端子10Bが電源線D3を介してHVコネクタ520に接続される。
 上記のように、バッテリモジュール100aの高電位電極10Aおよびバッテリモジュール100cの低電位電極10Bは、側面部550dに近接するようにモジュール列T1,T2の端部にそれぞれ位置する。また、バッテリモジュール100aの高電位電極10Aおよびバッテリモジュール100cの低電位電極10Bは、通気空間ACに近接するようにモジュール列T1,T2において内側にそれぞれ位置する。そのため、比較的短い電源線D2,D3を用いてバッテリモジュール100aの高電位電極10Aおよびバッテリモジュール100cの低電位電極10BをHVコネクタ520に接続することができる。
 本実施の形態においても、モジュール列T1とモジュール列T2との間に通気空間ACが設けられ、通気空間ACに冷却用気体が流される。それにより、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。また、通気空間ACにHVコネクタ520が配置されるので、バッテリシステム500の大型化が抑制される。
 また、上記第1の実施の形態と異なり、通気空間ACにコンタクタ部120,121が設けられないので、冷却用気体による各バッテリセル10およびHVコネクタ520の放熱効率が向上する。
 (3)第3の実施の形態
 本発明の第3の実施の形態に係るバッテリシステムについて、上記第1の実施の形態に係るバッテリシステムと異なる点を説明する。
 図16は、第3の実施の形態に係るバッテリシステム500の模式的平面図である。第3の実施の形態に係るバッテリシステム500においては、ケーシング550の側面部550bに近接するように通気空間ACの端部にサービスプラグ530が配置される。サービスプラグ530は電気部品の例でありかつ第2の開閉器の例である。本実施の形態では、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520およびサービスプラグ530により部品列CRが構成される。バッテリモジュール100bの低電位電極10Bが電源線D1aを介してサービスプラグ530に接続され、バッテリモジュール100dの高電位電極10Aが電源線D1bを介してサービスプラグ530に接続される。
 上記のように、バッテリモジュール100bの低電位電極10Bおよびバッテリモジュール100dの高電位電極10Aは、側面部550bに近接するようにモジュール列T1,T2の端部にそれぞれ位置する。また、バッテリモジュール100bの低電位電極10Bおよびバッテリモジュール100dの高電位電極10Aは、通気空間ACに近接するようにモジュール列T1,T2において内側にそれぞれ位置する。そのため、比較的短い電源線D1a,D1bを用いてバッテリモジュール100bの低電位電極10Bおよびバッテリモジュール100dの高電位電極10Aをサービスプラグ530に接続することができる。
 サービスプラグ530がオンされた状態で、バッテリモジュール100bの低電位電極10Bとバッテリモジュール100dの高電位電極10Aとが互いに接続される。サービスプラグ530は、例えばバッテリシステム500のメンテナンス時に作業者によりオフされる。サービスプラグ530がオフされた場合には、バッテリモジュール100a,100bからなる直列回路とバッテリモジュール100c,100dからなる直列回路とが電気的に分離される。そのため、各バッテリモジュール100a,100b,100c,100dの電圧が互いに等しい場合には、バッテリモジュール100a,100bからなる直列回路の総電圧とバッテリモジュール100c,100dからなる直列回路の総電圧とが等しくなる。これにより、メンテナンス時にバッテリシステム500内に高い電圧が発生することが防止される。
 本実施の形態においても、モジュール列T1とモジュール列T2との間に通気空間ACが設けられ、通気空間ACに冷却用気体が流される。それにより、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにサービスプラグ530が配置されるので、第1の実施の形態に比べて、サービスプラグ530の配置スペースを追加で設ける必要がない。それにより、バッテリシステム500の大型化が抑制される。さらに、通気空間ACに冷却用気体が導入されることにより、サービスプラグ530を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにサービスプラグ530が設けられることにより、電源線D1a,D1bを短くすることができ、電源線D1a,D1bの引き回しを単純化することができる。それにより、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。さらに、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520およびサービスプラグ530が集合的に配置されるので、これらの電気部品のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能になる。
 (4)第4の実施の形態
 本発明の第4の実施の形態に係るバッテリシステムについて、上記第3の実施の形態に係るバッテリシステムと異なる点を説明する。
 図17は、第4の実施の形態に係るバッテリシステム500の模式的平面図である。第4の実施の形態に係るバッテリシステム500においては、通気空間ACにおいて、HVコネクタ520とサービスプラグ530との間に、バッテリECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)540が配置される。バッテリECU540は電気部品の例である。本実施の形態では、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520、サービスプラグ530およびバッテリECU540により部品列CRが構成される。バッテリモジュール100cのプリント回路基板21が、通信線P4を介してバッテリECU540に接続される。
 バッテリモジュール100a~100dの検出回路20により検出されたセル情報(電圧、電流および温度)は、通信線P1,P2,P3,P4を介してバッテリECU540に与えられる。また、バッテリECU540から通信線P1,P2,P3,P4を介してバッテリモジュール100a~100dのプリント回路基板21に制御信号が与えられる。
 バッテリECU540は、各検出回路20から与えられたセル情報に基づいて各バッテリセル10の充電量を算出し、その充電量に基づいてバッテリモジュール100a~100dの充放電制御を行う。また、バッテリECU540は、各検出回路20から与えられたセル情報に基づいてバッテリモジュール100a~100dの異常を検出し、その検出結果に基づいてコンタクタ部120,121を制御する。バッテリモジュール100a~100dの異常とは、例えば、バッテリセル10の過放電、過充電または温度異常等である。
 バッテリECU540は、バッテリモジュール100a~100dの異常を検出した場合、コンタクタ部120,121の高電位側コンタクタ120aおよび低電位側コンタクタ121aの一方または両方をオフする。これにより、異常時には、バッテリモジュール100a~100dに電流が流れないので、バッテリモジュール100a~100dの異常発熱が防止される。
 本実施の形態においても、モジュール列T1とモジュール列T2との間に通気空間ACが設けられ、通気空間ACに冷却用気体が流される。それにより、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにバッテリECU540が配置されるので、第3の実施の形態に比べて、バッテリECU540の配置スペースを追加で設ける必要がない。それにより、バッテリシステム500の大型化が抑制される。さらに、通気空間ACに冷却用気体が導入されることにより、バッテリECU540を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにバッテリECU540が設けられることにより、通信線P4を短くすることができ、通信線P4の引き回しを単純化することができる。それにより、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。さらに、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520、サービスプラグ530およびバッテリECU540が集合的に配置されるので、これらの電気部品のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能になる。
 (5)第5の実施の形態
 本発明の第5の実施の形態に係るバッテリシステムについて、上記第1の実施の形態に係るバッテリシステムと異なる点を説明する。
 図18は、第5の実施の形態に係るバッテリシステム500の模式的平面図である。第5の実施の形態に係るバッテリシステム500においては、バッテリモジュール100aのエンドプレート92aとバッテリモジュール100bのエンドプレート92bとが互いに向き合うようにバッテリモジュール100a,100bが配置される。バッテリモジュール100aのエンドプレート92bは側面部550dに向けられ、バッテリモジュール100bのエンドプレート92aは側面部550bに向けられる。バッテリモジュール100aの高電位電極10Aとバッテリモジュール100bの低電位電極10Bとは、バスバー501aを介して互いに接続される。
 バッテリモジュール100aの低電位電極10Bとバッテリモジュール100cの低電位電極10Bとは、電源線D11を介して互いに接続される。バッテリモジュール100bの高電位電極10Aとバッテリモジュール100dの高電位電極10Aとは、電源線D12を介して互いに接続される。これにより、モジュール列T1を構成するバッテリモジュール100a,100bとモジュール列T2を構成するバッテリモジュール100c,100dとが並列に接続される。
 この場合、バッテリモジュール100aの低電位電極10Bおよびバッテリモジュール100cの低電位電極10Bは、側面部550dに近接するようにモジュール列T1,T2の一端部にそれぞれ位置する。また、バッテリモジュール100bの高電位電極10Aおよびバッテリモジュール100dの高電位電極10Aは、側面部550bに近接するようにモジュール列T1,T2の他端部にそれぞれ位置する。そのため、比較的短い電源線D11,D12を用いてモジュール列T1とモジュール列T2とを並列に接続することができる。
 コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520は、第1の実施の形態と同様に、モジュール列T1とモジュール列T2との間の通気空間ACに配置される。コンタクタ部120は電源線D13を介して電源線D11(またはバッテリモジュール100aの低電位電極10Bもしくはバッテリモジュール100cの低電位電極10B)に接続され、コンタクタ部121は電源線D14を介して電源線D12(またはバッテリモジュール100bの高電位電極10Aもしくはバッテリモジュール100dの高電位電極10A)に接続される。
 バッテリモジュール100aのプリント回路基板21(図2)とバッテリモジュール100bのプリント回路基板21とは、通信線P11を介して互いに接続される。バッテリモジュール100aのプリント回路基板21とバッテリモジュール100cのプリント回路基板21とは、通信線P12を介して互いに接続される。バッテリモジュール100cのプリント回路基板21とバッテリモジュール100dのプリント回路基板21とは、通信線P13を介して互いに接続される。バッテリモジュール100dのプリント回路基板21は、通信線P14を介して外部の制御装置に接続される。
 本実施の形態においても、モジュール列T1とモジュール列T2との間に通気空間ACが設けられ、通気空間ACに冷却用気体が流される。それにより、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。また、通気空間ACにコンタクタ部120,121およびHVコネクタ520が配置されるので、バッテリシステム500の大型化が抑制される。
 また、通気空間ACにコンタクタ部120,121およびHVコネクタ520が設けられることにより、電源線D13,D14を短くすることができ、電源線D13,D14の引き回しを単純化することができる。それにより、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。さらに、コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520が集合的に配置されるので、これらの電気部品のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能になる。
 (6)第6の実施の形態
 本発明の第6の実施の形態に係るバッテリシステムについて、上記第5の実施の形態に係るバッテリシステムと異なる点を説明する。
 図19は、第6の実施の形態に係るバッテリシステム500の模式的平面図である。第6の実施の形態に係るバッテリシステム500においては、HVコネクタ520に隣り合うように通気空間ACにサービスプラグ530a,530bがそれぞれ配置される。サービスプラグ530aは、バッテリモジュール100bに隣り合うように配置される。サービスプラグ530bは、バッテリモジュール100dに隣り合うように配置される。サービスプラグ530a,530bは電気部品の例である。本実施の形態では、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520およびサービスプラグ530a,530bにより部品列CRが構成される。
 バッテリモジュール100aの高電位電極10Aが電源線D15aを介してサービスプラグ530aに接続され、バッテリモジュール100bの低電位電極10Bが電源線D15bを介してサービスプラグ530aに接続される。バッテリモジュール100cの高電位電極10Aが電源線D16aを介してサービスプラグ530bに接続され、バッテリモジュール100dの低電位電極10Bが電源線D16bを介してサービスプラグ530bに接続される。
 サービスプラグ530aがオンされた状態で、バッテリモジュール100aの高電位電極10Aとバッテリモジュール100bの低電位電極10Bとが互いに接続される。また、サービスプラグ530bがオンされた状態で、バッテリモジュール100cの高電位電極10Aとバッテリモジュール100dの低電位電極10Bとが互いに接続される。
 サービスプラグ530a,530bは、例えばバッテリシステム500のメンテナンス時に作業者によりオフされる。サービスプラグ530a,530bがオフされた場合には、バッテリモジュール100a,100bが電気的に分離されるとともに、バッテリモジュール100c,100dが電気的に分離される。これにより、メンテナンス時にバッテリシステム500内に高い電圧が発生することが防止される。
 本実施の形態においても、モジュール列T1とモジュール列T2との間に通気空間ACが設けられ、通気空間ACに冷却用気体が流される。それにより、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにサービスプラグ530a,530bが配置されるので、第5の実施の形態に比べて、サービスプラグ530a,530bの配置スペースを追加で設ける必要がない。それにより、バッテリシステム500の大型化が抑制される。さらに、通気空間ACに冷却用気体が導入されることにより、サービスプラグ530a,530bを十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにサービスプラグ530a,530bが設けられることにより、電源線D15a,D15b,D16a,D16bを短くすることができ、電源線D15a,D15b,D16a,D16bの引き回しを単純化することができる。それにより、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。さらに、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520およびサービスプラグ530a,530bが集合的に配置されるので、これらの電気部品のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能になる。
 (7)第7の実施の形態
 本発明の第7の実施の形態に係るバッテリシステムについて、上記第6の実施の形態に係るバッテリシステムと異なる点を説明する。
 図20は、第7の実施の形態に係るバッテリシステム500の模式的平面図である。第7の実施の形態に係るバッテリシステム500においては、側面部550bに近接するように、通気空間ACの端部にバッテリECU540が配置される。バッテリECU540は電気部品の例である。本実施の形態では、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520、サービスプラグ530a,530bおよびバッテリECU540により部品列CRが構成される。バッテリモジュール100dのプリント回路基板21が、通信線P14を介してバッテリECU540に接続される。
 上記第4の実施の形態と同様に、バッテリECU540は、各検出回路20(図2)から与えられたセル情報に基づいてバッテリモジュール100a~100dの充放電制御を行う。また、バッテリECU540は、各検出回路20から与えられたセル情報に基づいてバッテリモジュール100a~100dの異常を検出し、その検出結果に基づいてコンタクタ部120,121を制御する。
 本実施の形態においても、モジュール列T1とモジュール列T2との間に通気空間ACが設けられ、通気空間ACに冷却用気体が流される。それにより、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにバッテリECU540が配置されるので、第6の実施の形態に比べて、バッテリECU540の配置スペースを追加で設ける必要がない。それにより、バッテリシステム500の大型化が抑制される。さらに、通気空間ACに冷却用気体が導入されることにより、バッテリECU540を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにバッテリECU540が設けられることにより、通信線P14を短くすることができ、通信線P14の引き回しを単純化することができる。それにより、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。さらに、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520、サービスプラグ530a,530bおよびバッテリECU540が集合的に配置されるので、これらの電気部品のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能になる。
 (8)第8の実施の形態
 本発明の第8の実施の形態に係るバッテリシステムについて、上記第1の実施の形態に係るバッテリシステムと異なる点を説明する。
 図21は、第8の実施の形態に係るバッテリシステム500の模式的平面図である。第8の実施の形態に係るバッテリシステム500においては、バッテリモジュール100aのエンドプレート92aとバッテリモジュール100bのエンドプレート92bとが互いに向き合うようにバッテリモジュール100a,100bが配置される。バッテリモジュール100aのエンドプレート92bは側面部550dに向けられ、バッテリモジュール100bのエンドプレート92aは側面部550bに向けられる。また、バッテリモジュール100cのエンドプレート92aとバッテリモジュール100dのエンドプレート92bとが互いに向き合うようにバッテリモジュール100c,100dが配置される。バッテリモジュール100cのエンドプレート92bは側面部550dに向けられ、バッテリモジュール100dのエンドプレート92aは側面部550bに向けられる。
 バッテリモジュール100aの高電位電極10Aとバッテリモジュール100bの低電位電極10Bとは、電源線D21を介して互いに接続される。バッテリモジュール100aの低電位電極10Bとバッテリモジュール100cの低電位電極10Bとは、電源線D11を介して互いに接続される。バッテリモジュール100bの高電位電極10Aとバッテリモジュール100dの高電位電極10Aとは、電源線D12を介して互いに接続される。バッテリモジュール100cの高電位電極10Aは、電源線D22を介してバッテリモジュール100aの高電位電極10Aに接続される。バッテリモジュール100dの低電位電極10Bは、電源線D23を介してバッテリモジュール100bの低電位電極10Bに接続される。これにより、バッテリモジュール100aとバッテリモジュール100cとが並列に接続され、バッテリモジュール100bとバッテリモジュール100dとが並列に接続される。並列に接続されたバッテリモジュール100a,100cと並列に接続されたバッテリモジュール100b,100dとが直列に接続される。
 この場合、バッテリモジュール100aの低電位電極10Bおよびバッテリモジュール100cの低電位電極10Bは、側面部550dに近接するようにモジュール列T1,T2の一端部にそれぞれ位置する。また、バッテリモジュール100bの高電位電極10Aおよびバッテリモジュール100dの高電位電極10Aは、側面部550bに近接するようにモジュール列T1,T2の他端部にそれぞれ位置する。また、バッテリモジュール100aの高電位電極10Aおよびバッテリモジュール100cの高電位電極10Aは、通気空間ACを挟んで互いに隣り合うように設けられ、バッテリモジュール100bの低電位電極10Bおよびバッテリモジュール100dの低電位電極10Bは、通気空間ACを挟んで互いに隣り合うように設けられる。それにより、比較的短い電源線D11,D12,D21,D22,D23を用いて、バッテリモジュール100a,100cを並列に接続するとともにバッテリモジュール100b,100dを並列に接続することができ、さらにバッテリモジュール100a,100cとバッテリモジュール100b,100dとを直列に接続することができる。
 コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520は、第1の実施の形態と同様に、モジュール列T1とモジュール列T2との間の通気空間ACに配置される。コンタクタ部120は電源線D13を介して電源線D11(またはバッテリモジュール100aの低電位電極10Bもしくはバッテリモジュール100cの低電位電極10B)に接続され、コンタクタ部121は電源線D14を介して電源線D12(またはバッテリモジュール100bの高電位電極10Aもしくはバッテリモジュール100dの高電位電極10A)に接続される。
 バッテリモジュール100aのプリント回路基板21(図2)とバッテリモジュール100bのプリント回路基板21とは、通信線P11を介して互いに接続される。バッテリモジュール100aのプリント回路基板21とバッテリモジュール100cのプリント回路基板21とは、通信線P12を介して互いに接続される。バッテリモジュール100cのプリント回路基板21とバッテリモジュール100dのプリント回路基板21とは、通信線P13を介して互いに接続される。バッテリモジュール100dのプリント回路基板21は、通信線P14を介して外部の制御装置に接続される。
 本実施の形態においても、モジュール列T1とモジュール列T2との間に通気空間ACが設けられ、通気空間ACに冷却用気体が流される。それにより、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。また、通気空間ACにコンタクタ部120,121およびHVコネクタ520が配置されるので、バッテリシステム500の大型化が抑制される。
 また、通気空間ACにコンタクタ部120,121およびHVコネクタ520が設けられることにより、電源線D13,D14を短くすることができ、電源線D13,D14の引き回しを単純化することができる。それにより、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。さらに、コンタクタ部120,121およびHVコネクタ520が集合的に配置されるので、これらの電気部品のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能になる。
 (9)第9の実施の形態
 本発明の第9の実施の形態に係るバッテリシステムについて、上記第8の実施の形態に係るバッテリシステムと異なる点を説明する。
 図22は、第9の実施の形態に係るバッテリシステム500の模式的平面図である。第9の実施の形態に係るバッテリシステム500においては、バッテリモジュール100aの高電位電極10Aとバッテリモジュール100cの高電位電極10Aとが電源線D25を介して接続され、バッテリモジュール100bの低電位電極10Bとバッテリモジュール100dの低電位電極10Bとが電源線D26を介して接続される。
 HVコネクタ520に隣り合うように通気空間ACにサービスプラグ530が配置される。サービスプラグ530は電気部品の例である。本実施の形態では、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520およびサービスプラグ530aにより部品列CRが構成される。サービスプラグ530は、電源線D27を介して電源線D25(またはバッテリモジュール100aの高電位電極10Aもしくはバッテリモジュール100cの高電位電極10A)に接続され、電源線D28を介して電源線D26(またはバッテリモジュール100bの低電位電極10Bもしくはバッテリモジュール100dの低電位電極10B)に接続される。
 サービスプラグ530がオンされた状態で、並列に接続されたバッテリモジュール100a,100cと並列に接続されたバッテリモジュール100b,100dとが互いに接続される。サービスプラグ530がオフされた場合には、並列に接続されたバッテリモジュール100a,100cと並列に接続されたバッテリモジュール100b,100dとが電気的に分離される。これにより、メンテナンス時にバッテリシステム500内に高い電圧が発生することが防止される。
 本実施の形態においても、モジュール列T1とモジュール列T2との間に通気空間ACが設けられ、通気空間ACに冷却用気体が流される。それにより、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにサービスプラグ530が配置されるので、第8の実施の形態に比べて、サービスプラグ530の配置スペースを追加で設ける必要がない。それにより、バッテリシステム500の大型化が抑制される。さらに、通気空間ACに冷却用気体が導入されることにより、サービスプラグ530を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにサービスプラグ530が設けられることにより、電源線D27,D28を短くすることができ、電源線D27,D28の引き回しを単純化することができる。それにより、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。さらに、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520およびサービスプラグ530が集合的に配置されるので、これらの電気部品のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能になる。
 (10)第10の実施の形態
 本発明の第10の実施の形態に係るバッテリシステムについて、上記第9の実施の形態に係るバッテリシステムと異なる点を説明する。
 図23は、第10の実施の形態に係るバッテリシステム500の模式的平面図である。第10の実施の形態に係るバッテリシステム500においては、側面部550bに近接するように、通気空間ACの端部にバッテリECU540が配置される。バッテリECU540は電気部品の例である。本実施の形態では、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520、サービスプラグ530aおよびバッテリECU540により部品列CRが構成される。バッテリモジュール100dのプリント回路基板21が、通信線P14を介してバッテリECU540に接続される。
 上記第4の実施の形態と同様に、バッテリECU540は、各検出回路20(図2)から与えられたセル情報に基づいてバッテリモジュール100a~100dの充放電制御を行う。また、バッテリECU540は、各検出回路20から与えられたセル情報に基づいてバッテリモジュール100a~100dの異常を検出し、その検出結果に基づいてコンタクタ部120,121を制御する。
 本実施の形態においても、モジュール列T1とモジュール列T2との間に通気空間ACが設けられ、通気空間ACに冷却用気体が流される。それにより、モジュール列T1,T2の各バッテリセル10を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにバッテリECU540が配置されるので、第9の実施の形態に比べて、バッテリECU540の配置スペースを追加で設ける必要がない。それにより、バッテリシステム500の大型化が抑制される。さらに、通気空間ACに冷却用気体が導入されることにより、バッテリECU540を十分に放熱させることができる。
 また、通気空間ACにバッテリECU540が設けられることにより、通信線P14を短くすることができ、通信線P14の引き回しを単純化することができる。それにより、配線に要するコストを低減することができかつ組み立て作業およびメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。さらに、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520、サービスプラグ530およびバッテリECU540が集合的に配置されるので、これらの電気部品のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能になる。
 (11)他の実施の形態
 (11-1)
 上記第1~第10の実施の形態においては、モジュール列T1,T2がそれぞれ2つのバッテリモジュールから構成されるが、これに限らず、モジュール列T1,T2がそれぞれ1つのバッテリモジュールから構成されてもよく、または、モジュール列T1,T2がそれぞれ3つ以上のバッテリモジュールから構成されてもよい。また、モジュール列T1に含まれるバッテリモジュールの数とモジュール列T2に含まれるバッテリモジュールの数とが異なってもよい。また、各バッテリモジュールに含まれるバッテリセル10の数を適宜変更してもよい。
 (11-2)
 上記第1~第10の実施の形態では、モジュール列T1とモジュール列T2とが平行に配置されるが、モジュール列T1とモジュール列T2との間に電気部品を配置可能な空間が設けられるのであれば、モジュール列T1とモジュール列T2とが角度をなすように配置されてもよい。
 (11-3)
 上記第1~第10の実施の形態において、通気空間ACに配置される電気部品を適宜変更してもよい。例えば、第2の実施の形態において、通気空間ACにサービスプラグ530およびバッテリECU540の少なくとも一方がさらに設けられてもよい。また、第4の実施の形態において、通気空間ACにサービスプラグ530が設けられなくてもよい。
 (11-4)
 バッテリモジュール100a~100dおよび電気部品の接続形態は、上記の例に限定されず、適宜変更されてもよい。また、サービルプラグ530,530a,530bの接続箇所は、上記の例に限定されず、適宜変更されてもよい。
 (11-5)
 上記第5~第10の実施の形態において、上記第2の実施の形態と同様に、コンタクタ120,121が設けられなくてもよい。
 (11-6)
 上記第1~第10の実施の形態では、バッテリシステム500が第1および第2のバッテリセル列として2つのモジュール列T1,T2を含むが、バッテリシステム500が3つ以上のモジュール列(バッテリセル列)を含んでもよい。この場合、各モジュール列間に、電気部品が配置可能な空間が設けられることが好ましい。
 (11-7)
 上記第2~第10の実施の形態において、バッテリモジュール100a~100dの一部または全部として、図12および図13に示したバッテリモジュール100a~100dを用いてもよく、または図14に示したバッテリモジュール100a~100dを用いてもよい。
 (11-8)
 上記第1~第10の実施の形態では、扁平な略直方体形状を有するバッテリセル10が用いられるが、これに限らず、円柱形状を有するバッテリセルまたはラミネート型のバッテリセルが用いられてもよい。
 ラミネート型のバッテリセルは例えば次のように作製される。まず、セパレータを挟んで正極および負極が配置された電池要素を樹脂製のフィルムからなる袋内に収容する。続いて、電池要素が収容された袋を密閉し、形成された密閉空間に電解液を注入することにより作製される。
 (11-9)
 各FPC基板50は、各バッテリセル10の上面から離間するように、各バッテリセル10の上方に設けられてもよい。例えば、図14の例のように、FPC基板50が蓋部材80の下面に設けられてもよく、または、FPC基板50が蓋部材80の上面または内部に設けられてもよい。
 (12)電動車両
 以下、上記実施の形態のバッテリシステム500を備える電動車両の一例として電動自動車を説明する。図24は、バッテリシステム500を備える電動自動車の構成を示すブロック図である。
 図24に示すように、電動自動車600は車体610を備える、車体610に、主制御部300およびバッテリシステム500、電力変換部601、モータ602、駆動輪603、アクセル装置604、ブレーキ装置605、ならびに回転速度センサ606が設けられる。モータ602が交流(AC)モータである場合には、電力変換部601はインバータ回路を含む。
 バッテリシステム500は、電力変換部601を介してモータ602に接続されるとともに、主制御部300に接続される。主制御部300には、バッテリシステム500の各バッテリセル10(図1参照)の充電量および各バッテリセル10に流れる電流の値が与えられる。また、主制御部300には、アクセル装置604、ブレーキ装置605および回転速度センサ606が接続される。主制御部300は、例えばCPUおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。
 アクセル装置604は、アクセルペダル604aと、アクセルペダル604aの操作量(踏み込み量)を検出するアクセル検出部604bとを含む。運転者によりアクセルペダル604aが操作されると、アクセル検出部604bは、運転者により操作されていない状態を基準としてアクセルペダル604aの操作量を検出する。検出されたアクセルペダル604aの操作量が主制御部300に与えられる。
 ブレーキ装置605は、ブレーキペダル605aと、運転者によるブレーキペダル605aの操作量(踏み込み量)を検出するブレーキ検出部605bとを含む。運転者によりブレーキペダル605aが操作されると、ブレーキ検出部605bによりその操作量が検出される。検出されたブレーキペダル605aの操作量が主制御部300に与えられる。
 回転速度センサ606は、モータ602の回転速度を検出する。検出された回転速度は、主制御部300に与えられる。
 上述のように、主制御部300には、各バッテリセル10の充電量、各バッテリセル10に流れる電流の値、アクセルペダル604aの操作量、ブレーキペダル605aの操作量、およびモータ602の回転速度が与えられる。主制御部300は、これらの情報に基づいて、各バッテリセル10の充放電制御および電力変換部601の電力変換制御を行う。例えば、アクセル操作に基づく電動自動車600の発進時および加速時には、バッテリシステム500から電力変換部601に電力が供給される。
 さらに、主制御部300は、与えられたアクセルペダル604aの操作量に基づいて、駆動輪603に伝達すべき回転力(指令トルク)を算出し、その指令トルクに基づく制御信号を電力変換部601に与える。
 上記の制御信号を受けた電力変換部601は、バッテリシステム500から供給された電力を駆動輪603を駆動するために必要な電力(駆動電力)に変換する。これにより、電力変換部601により変換された駆動電力がモータ602に供給され、その駆動電力に基づくモータ602の回転力が駆動輪603に伝達される。
 一方、ブレーキ操作に基づく電動自動車600の減速時には、モータ602は発電装置として機能する。この場合、電力変換部601は、モータ602により発生された回生電力を各バッテリセル10の充電に適した電力に変換し、バッテリシステム500に与える。それにより、バッテリシステム500の各バッテリセル10が充電される。
 電動自動車600においては、上記実施の形態のバッテリシステム500が搭載されるので、バッテリシステム500の大型化が抑制されかつ各バッテリセル10の放熱が十分に行われる。その結果、電動自動車600の設計の自由度が向上するとともに、電動自動車600の走行性能が向上する。
 (13)他の移動体
 上記のバッテリシステム500が船、航空機、エレベータまたは歩行ロボット等の他の移動体に搭載されてもよい。
 (13-1)構成
 バッテリシステム500が搭載された船は、例えば、図24の車体610の代わりに船体を備え、駆動輪603の代わりにスクリューを備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。運転者は、船体を加速させる際にアクセル装置604の代わりに加速入力部を操作し、船体を減速させる際にブレーキ装置605の代わりに減速入力部を操作する。この場合、船体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、スクリューが駆動部に相当する。なお、船は、減速入力部を備えなくてもよい。この場合、運転者が加速入力部を操作して船体の加速を停止することにより、水の抵抗によって船体が減速する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によってスクリューが回転されることにより船体が移動する。
 同様に、バッテリシステム500が搭載された航空機は、例えば、図24の車体610の代わりに機体を備え、駆動輪603の代わりにプロペラを備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。この場合、機体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、プロペラが駆動部に相当する。なお、航空機は、減速入力部を備えなくてもよい。この場合、運転者が加速入力部を操作して加速を停止することにより、空気抵抗によって機体が減速する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によってプロペラが回転されることにより機体が移動する。
 バッテリシステム500が搭載されたエレベータは、例えば、図24の車体610の代わりに籠を備え、駆動輪603の代わりに籠に取り付けられる昇降用ロープを備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。この場合、籠が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、昇降用ロープが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によって昇降用ロープが巻き上げられることにより籠が昇降する。
 バッテリシステム500が搭載された歩行ロボットは、例えば、図24の車体610の代わりに胴体を備え、駆動輪603の代わりに足を備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。この場合、胴体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、足が駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によって足が駆動されることにより胴体が移動する。
 このように、バッテリシステム500が搭載された移動体においては、動力源がバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、駆動部が動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる。
 (13-2)他の移動体における効果
 このような種々の移動体においても、上記のバッテリシステム500が用いられることにより、バッテリシステム500の大型化が抑制されかつ各バッテリセル10の放熱が十分に行われる。その結果、移動体の設計の自由度が向上するとともに、移動体の走行性能が向上する。
 (14)電源装置
 (14-1)構成および動作
 図25は、上記のバッテリシステム500を備える電源装置の構成を示すブロック図である。図25に示すように、電源装置700は、電力貯蔵装置710および電力変換装置720を備える。電力貯蔵装置710は、バッテリシステム群711およびコントローラ712を備える。バッテリシステム群711は、複数のバッテリシステム500を含む。複数のバッテリシステム500間において、複数のバッテリセル10は互いに並列に接続されてもよく、または互いに直列に接続されてもよい。
 コントローラ712は、システム制御部の例であり、例えばCPUおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。コントローラ712は、各バッテリシステム500に接続される。各バッテリシステム500にバッテリECU101が設けられる場合(上記の第4、第7および第10の実施の形態)、コントローラ712が各バッテリシステム500のバッテリECU101に接続される。各バッテリシステム500のバッテリECU101は、各バッテリセル10のセル情報に基づいて各バッテリセル10の充電量を算出し、算出された充電量をコントローラ712に与える。
 各バッテリシステム500にバッテリECU101が設けられない場合(上記の第1~第3、第5、第6、第8および第9の実施の形態)、コントローラ500が外部の制御装置として各バッテリシステム500の通信線P4または通信線P14に接続される。この場合、コントローラ712が各バッテリセル10のセル情報に基づいて各バッテリセル10の充電量を算出する。
 コントローラ712は、各バッテリECU101から与えられた各バッテリセル10の充電量または算出された充電量に基づいて電力変換装置720を制御することにより、各バッテリシステム500に含まれる複数のバッテリセル10の放電または充電に関する制御を行う。
 電力変換装置720は、DC/DC(直流/直流)コンバータ721およびDC/AC(直流/交流)インバータ722を含む。DC/DCコンバータ721は入出力端子721a,721bを有し、DC/ACインバータ722は入出力端子722a,722bを有する。DC/DCコンバータ721の入出力端子721aは電力貯蔵装置710のバッテリシステム群711に接続される。DC/DCコンバータ721の入出力端子721bおよびDC/ACインバータ722の入出力端子722aは互いに接続されるとともに電力出力部PU1に接続される。DC/ACインバータ722の入出力端子722bは電力出力部PU2に接続されるとともに他の電力系統に接続される。電力出力部PU1,PU2は例えばコンセントを含む。電力出力部PU1,PU2には、例えば種々の負荷が接続される。他の電力系統は、例えば商用電源または太陽電池を含む。電力出力部PU1,PU2および他の電力系統が電源装置に接続される外部の例である。
 DC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722がコントローラ712によって制御されることにより、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10の放電および充電が行われる。
 バッテリシステム群711の放電時には、バッテリシステム群711から与えられる電力がDC/DCコンバータ721によりDC/DC(直流/直流)変換され、さらにDC/ACインバータ722によりDC/AC(直流/交流)変換される。
 DC/DCコンバータ721によりDC/DC変換された電力が電力出力部PU1に供給される。DC/ACインバータ722によりDC/AC変換された電力が電力出力部PU2に供給される。電力出力部PU1から外部に直流の電力が出力され、電力出力部PU2から外部に交流の電力が出力される。DC/ACインバータ722により交流に変換された電力が他の電力系統に供給されてもよい。
 コントローラ712は、各バッテリシステム500に含まれる複数のバッテリセル10の放電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群711の放電時に、コントローラ712は、各バッテリセル10の充電量に基づいて放電を停止するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置720を制御する。具体的には、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10のうちいずれかのバッテリセル10の充電量が予め定められたしきい値よりも小さくなると、コントローラ712は、放電が停止されるまたは放電電流(または放電電力)が制限されるようにDC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722を制御する。これにより、各バッテリセル10の過放電が防止される。
 一方、バッテリシステム群711の充電時には、他の電力系統から与えられる交流の電力がDC/ACインバータ722によりAC/DC(交流/直流)変換され、さらにDC/DCコンバータ721によりDC/DC(直流/直流)変換される。DC/DCコンバータ721からバッテリシステム群711に電力が与えられることにより、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10が充電される。
 コントローラ712は、各バッテリシステム500に含まれる複数のバッテリセル10の充電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群711の充電時に、コントローラ712は、各バッテリセル10の充電量に基づいて充電を停止するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置720を制御する。具体的には、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10のうちいずれかのバッテリセル10の充電量が予め定められたしきい値よりも大きくなると、コントローラ712は、充電が停止されるまたは充電電流(または充電電力)が制限されるようにDC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722を制御する。これにより、各バッテリセル10の過充電が防止される。
 (14-2)効果
 電源装置700には、上記のバッテリシステム500が用いられる。そのため、バッテリシステム500の大型化が抑制されかつ各バッテリセル10の放熱が十分に行われる。その結果、電源装置700の大型化が抑制されるとともに、電源装置700の信頼性が向上される。
 (14-3)電源装置の変形例
 電源装置700と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置720がDC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722のうちいずれか一方のみを有してもよい。また、電源装置700と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置720が設けられなくてもよい。
 図25の電源装置700は、複数のバッテリシステム500を備えるが、これに限らず、電源装置700が、1つのバッテリシステム500のみを備えてもよい。
 (15)請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
 以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
 上記実施の形態においては、モジュール列T1が第1のバッテリセル列の例であり、モジュール列T2が第2のバッテリセル列の例であり、コンタクタ部120,121、HVコネクタ520、サービスプラグ530またはバッテリECU540が電気部品の例であり、通気空間ACが空間の例であり、通気路APが隙間の例である。また、コンタクタ120,121が第1の開閉器の例であり、サービスプラグ530が第2の開閉器の例である。
 また、モータ602がモータおよび動力源の例であり、駆動輪603が駆動輪および駆動部の例であり、車体610が移動本体部の例であり、電動自動車600および移動体が電動車両の例である。また、電力貯蔵装置710が電力貯蔵装置の例であり、コントローラ712がシステム制御部の例であり、電源装置700が電源装置の例であり、電力変換装置720が電力変換装置の例である。
 請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
 本発明は、電力を駆動源とする種々の移動体、またはモバイル機器等に有効に利用することができる。

Claims (11)

  1. 一列に並ぶように配置された複数のバッテリセルを含む第1のバッテリセル列と、
     一列に並ぶように配置された複数のバッテリセルを含む第2のバッテリセル列と、
     前記第1および第2のバッテリセル列に接続された電気部品とを備え、
     前記第1のバッテリセル列と前記第2のバッテリセル列とは並列に配置され、
     前記第1のバッテリセル列と前記第2のバッテリセル列との間に空間が設けられ、前記空間に前記電気部品が配置される、バッテリシステム。
  2. 前記電気部品と前記第1のバッテリセル列との間および前記電気部品と前記第2のバッテリセル列との間に冷却のための流体を流すことが可能な隙間が形成される、請求項1に記載のバッテリシステム。
  3. 前記電気部品は複数設けられる、請求項1または2記載のバッテリシステム。
  4. 前記複数の電気部品は、前記第1および第2のバッテリセル列に並列に並ぶように配置される、請求項3記載のバッテリシステム。
  5. 前記複数の電気部品は部品列を構成し、前記部品列は前記第1および第2のバッテリセル列に並列に配置される、請求項4記載のバッテリシステム。
  6. 前記第1のバッテリセル列の複数のバッテリセルは、前記第1のバッテリセル列の一端部に最も高電位の電極端子が位置しかつ前記第1のバッテリセル列の他端部に最も低電位の電極端子が位置するように直列に接続され、
     前記第2のバッテリセル列の複数のバッテリセルは、前記第2のバッテリセル列の一端部に最も低電位の電極端子が位置しかつ前記第2のバッテリセル列の他端部に最も高電位の電極端子が位置するように直列に接続され、
     前記第1のバッテリセル列の前記一端部および前記第2のバッテリセル列の前記一端部が互いに隣り合い、前記第1のバッテリセル列の前記他端部および前記第2のバッテリセル列の前記他端部が互いに隣り合い、
     前記第1のバッテリセル列の前記最も高電位の電極端子および前記第2のバッテリセル列の前記最も低電位の電極端子が外部装置に接続され、前記第1のバッテリセル列の前記最も低電位の電極端子および前記第2のバッテリセル列の前記最も高電位の電極端子が互いに接続され、
     前記複数の電気部品は、
     前記第1および第2のバッテリセル列と前記外部装置との間に接続される第1の開閉器と、
     前記第1のバッテリセル列の前記最も低電位の電極端子と前記第2のバッテリセル列の前記最も高電位の電極端子との間に接続される第2の開閉器とを含む、請求項3~5のいずれかに記載のバッテリシステム。
  7. 前記第1のバッテリセル列の複数のバッテリセルは、前記第1のバッテリセル列の一端部に最も高電位の電極端子が位置しかつ前記第1のバッテリセル列の他端部に最も低電位の電極端子が位置するように接続され、
     前記第2のバッテリセル列の複数のバッテリセルは、前記第2のバッテリセル列の一端部に最も高電位の電極端子が位置しかつ前記第2のバッテリセル列の他端部に最も低電位の電極端子が位置するように接続され、
     前記第1のバッテリセル列の前記一端部および前記第2のバッテリセル列の前記一端部が互いに隣り合い、前記第1のバッテリセル列の前記他端部および前記第2のバッテリセル列の前記他端部が互いに隣り合い、
     前記第1のバッテリセル列の前記最も高電位の電極端子および前記第2のバッテリセル列の前記最も高電位の電極端子が互いに接続されるとともに外部装置に接続され、前記第1のバッテリセル列の前記最も低電位の電極端子および前記第2のバッテリセル列の前記最も低電位の電極端子が互いに接続されるとともに前記外部装置に接続され、
     前記電気部品は、
     前記第1および第2のバッテリセル列と前記外部装置との間に接続される第1の開閉器を含む、請求項1~5のいずれかに記載のバッテリシステム。
  8. 請求項1~7のいずれかに記載のバッテリシステムと、
     前記バッテリシステムからの電力により駆動されるモータと、
     前記モータの回転力により回転する駆動輪とを備える、電動車両。
  9. 請求項1~7のいずれかに記載のバッテリシステムと、
     移動本体部と、
     前記バッテリシステムからの電力を動力に変換する動力源と、
     前記動力源により変換された動力により前記移動本体部を移動させる駆動部とを備える、移動体。
  10. 請求項1~7のいずれかに記載のバッテリシステムと、
     前記バッテリシステムの前記複数のバッテリセルの放電または充電に関する制御を行うシステム制御部とを備える、電力貯蔵装置。
  11. 外部に接続可能な電源装置であって、
     請求項10記載の電力貯蔵装置と、
     前記電力貯蔵装置の前記システム制御部により制御され、前記電力貯蔵装置の前記バッテリシステムと前記外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備える、電源装置。
PCT/JP2011/004399 2010-08-19 2011-08-03 バッテリシステム、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置 WO2012023249A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-184435 2010-08-19
JP2010184435 2010-08-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012023249A1 true WO2012023249A1 (ja) 2012-02-23

Family

ID=45604920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/004399 WO2012023249A1 (ja) 2010-08-19 2011-08-03 バッテリシステム、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2012023249A1 (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015012638A (ja) * 2013-06-26 2015-01-19 村田機械株式会社 走行車システム、および、走行車の制御方法
JP2015065056A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 株式会社デンソー 電池システム
JP2016513337A (ja) * 2013-01-30 2016-05-12 ジェンサーム インコーポレイテッドGentherm Incorporated 熱電ベースの熱管理システム
US10236547B2 (en) 2013-10-29 2019-03-19 Gentherm Incorporated Battery thermal management systems including heat spreaders with thermoelectric devices
JP2019091570A (ja) * 2017-11-13 2019-06-13 トヨタ自動車株式会社 電池モジュール及び電池パック
US10337770B2 (en) 2011-07-11 2019-07-02 Gentherm Incorporated Thermoelectric-based thermal management of electrical devices
JP2020024801A (ja) * 2018-08-06 2020-02-13 トヨタ自動車株式会社 電池パック
US10686232B2 (en) 2013-01-14 2020-06-16 Gentherm Incorporated Thermoelectric-based thermal management of electrical devices
US10700393B2 (en) 2014-09-12 2020-06-30 Gentherm Incorporated Graphite thermoelectric and/or resistive thermal management systems and methods
US11152557B2 (en) 2019-02-20 2021-10-19 Gentherm Incorporated Thermoelectric module with integrated printed circuit board
US11264655B2 (en) 2009-05-18 2022-03-01 Gentherm Incorporated Thermal management system including flapper valve to control fluid flow for thermoelectric device
US11993132B2 (en) 2018-11-30 2024-05-28 Gentherm Incorporated Thermoelectric conditioning system and methods

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009023528A (ja) * 2007-07-20 2009-02-05 Toyota Motor Corp 電動車両
JP2009087738A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Mitsubishi Motors Corp バッテリユニット
JP2009134901A (ja) * 2007-11-28 2009-06-18 Sanyo Electric Co Ltd バッテリシステム
JP2010015931A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Hitachi Ltd 二次電池を用いた電源装置
JP2011006051A (ja) * 2009-05-26 2011-01-13 Nissan Motor Co Ltd 車両のバッテリアセンブリ冷却構造、および、ウォータージャケット付きバッテリアセンブリ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009023528A (ja) * 2007-07-20 2009-02-05 Toyota Motor Corp 電動車両
JP2009087738A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Mitsubishi Motors Corp バッテリユニット
JP2009134901A (ja) * 2007-11-28 2009-06-18 Sanyo Electric Co Ltd バッテリシステム
JP2010015931A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Hitachi Ltd 二次電池を用いた電源装置
JP2011006051A (ja) * 2009-05-26 2011-01-13 Nissan Motor Co Ltd 車両のバッテリアセンブリ冷却構造、および、ウォータージャケット付きバッテリアセンブリ

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11264655B2 (en) 2009-05-18 2022-03-01 Gentherm Incorporated Thermal management system including flapper valve to control fluid flow for thermoelectric device
US10337770B2 (en) 2011-07-11 2019-07-02 Gentherm Incorporated Thermoelectric-based thermal management of electrical devices
US10686232B2 (en) 2013-01-14 2020-06-16 Gentherm Incorporated Thermoelectric-based thermal management of electrical devices
JP2016513337A (ja) * 2013-01-30 2016-05-12 ジェンサーム インコーポレイテッドGentherm Incorporated 熱電ベースの熱管理システム
US10270141B2 (en) 2013-01-30 2019-04-23 Gentherm Incorporated Thermoelectric-based thermal management system
US10784546B2 (en) 2013-01-30 2020-09-22 Gentherm Incorporated Thermoelectric-based thermal management system
JP2015012638A (ja) * 2013-06-26 2015-01-19 村田機械株式会社 走行車システム、および、走行車の制御方法
JP2015065056A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 株式会社デンソー 電池システム
US10236547B2 (en) 2013-10-29 2019-03-19 Gentherm Incorporated Battery thermal management systems including heat spreaders with thermoelectric devices
US10700393B2 (en) 2014-09-12 2020-06-30 Gentherm Incorporated Graphite thermoelectric and/or resistive thermal management systems and methods
JP2019091570A (ja) * 2017-11-13 2019-06-13 トヨタ自動車株式会社 電池モジュール及び電池パック
JP2020024801A (ja) * 2018-08-06 2020-02-13 トヨタ自動車株式会社 電池パック
US11993132B2 (en) 2018-11-30 2024-05-28 Gentherm Incorporated Thermoelectric conditioning system and methods
US11152557B2 (en) 2019-02-20 2021-10-19 Gentherm Incorporated Thermoelectric module with integrated printed circuit board

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012023249A1 (ja) バッテリシステム、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
JP6160729B2 (ja) バッテリモジュール
WO2012042913A1 (ja) バッテリモジュール、それを備えたバッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器
US8685556B2 (en) Electricity storage module
JP5593443B2 (ja) バッテリーモジュール
US8394521B2 (en) Battery system having assembled battery
WO2011024477A1 (ja) バッテリモジュール、バッテリシステムおよび電動車両
JP2012248299A (ja) バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
JP5726605B2 (ja) 組電池を内蔵した電池ブロックおよび蓄電装置
WO2011105095A1 (ja) バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器
KR20120106834A (ko) 배터리 모듈, 그것을 구비한 전동 차량, 이동체, 배터리 시스템, 전력 저장 장치 및 전원 장치
US20120121949A1 (en) Vehicle Battery Packaging
JP6908091B2 (ja) 電池装置
JP6658387B2 (ja) 電池パック
WO2012011237A1 (ja) バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
KR20110013324A (ko) 배터리 시스템 및 이를 구비한 전동 차량
JP2006012471A (ja) 電源装置
WO2011093105A1 (ja) バッテリモジュール、それを備えたバッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器
JP2013120690A (ja) 組電池
US10976371B2 (en) Battery monitoring device having high colling efficiency
JP2012028186A (ja) バッテリモジュール、バッテリシステムおよび電動車両
KR20120047927A (ko) 전지 모듈
JP2018073551A (ja) 電池パック
JP5022316B2 (ja) 二次電池装置
WO2012147331A1 (ja) バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11817900

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11817900

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP