WO2019013029A1 - 電池モジュール、コンテナ型蓄電システム、車両、蓄電システム、電動工具および電子機器 - Google Patents

電池モジュール、コンテナ型蓄電システム、車両、蓄電システム、電動工具および電子機器 Download PDF

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WO2019013029A1
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battery
battery module
power
unit
module according
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龍也 安達
小野　洋明
勤 青山
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株式会社村田製作所
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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present technology relates to a battery module applicable to a container-type storage system, a vehicle, a storage system, an electric tool, an electronic device, and the like. More specifically, the present invention relates to a battery module provided with an exterior body that accommodates a battery unit in which a plurality of batteries are accommodated.
  • a battery such as a lithium ion battery, one or a plurality of battery blocks including a battery holder holding a plurality of the batteries, and a component such as a circuit board are accommodated in, for example, a plastic outer case It is formed by Further, the battery module is provided with, for example, an output in the form of a terminal.
  • This battery module is used as a power source of various electric devices used outdoors such as electronic devices such as notebook type PCs, assist bicycles, electric bikes, electric wheelchairs, electric tricycles, electric carts, electric tools, etc. Can. At the same time, there is an increasing demand for high power, long life, usable battery packs for use environments adapted to these applications.
  • the battery module is premised on a system that generates high output, so it is necessary to take measures against heat to cope with battery performance degradation due to heat generation from the battery. Furthermore, in the case where the battery case is made of metal, a short circuit may occur between the battery and the battery case, so insulation measures are also required.
  • a main storage case having a power output terminal, at least one submodule stored in the main storage case, and the main storage case And a control unit for controlling at least one of charging and discharging of the unit cells, wherein the sub-modules are provided with sub-modules so that the battery block consisting of a plurality of unit cells is not exposed.
  • a battery unit is disclosed in which two or more batteries are stored in a storage case, and the battery blocks are connected to each other by an electrical connection member.
  • a plurality of unit cells having an open portion for discharging gas generated inside the battery, a heat transfer member having a plurality of battery storage units for storing the plurality of unit cells, and A connecting member for first electrode and second electrode electrically connecting the cells arranged in the first electrode and the second electrode of the plurality of cells is provided, and the heat transfer member is provided in the plurality of battery storage portions.
  • a battery module is disclosed.
  • Patent Documents 1 and 2 may not be able to further improve the heat dissipation while having the insulating property.
  • the present technology has a battery storage unit for storing a plurality of batteries, and a battery unit in which a plurality of batteries stored in the battery storage unit are connected by connection tabs, an exterior body for accommodating the battery unit, an exterior body, And an insulator disposed between the battery units, wherein the insulator is in contact with the outer package and the battery unit, and the outer package and the battery unit are in close proximity to each other across the insulator.
  • the present technology controls power supply to a power storage device having a battery module according to the present technology, a power conversion device that converts power input from the battery module into desired power, and the power conversion device from the battery module.
  • a container-type power storage system including a control device, a power storage device, a power conversion device, and a container for housing the control device.
  • the present technology includes a driving force conversion device that receives supply of electric power from the battery module according to the present technology and converts it into a driving force of the vehicle, a driving unit that drives according to the driving force, and a vehicle control device.
  • a vehicle The present technology also includes a power storage device having a battery module according to the present technology, a power consumption device to which power is supplied from the battery module, a control device that controls power supply to the power consumption device from the battery module, and a battery module And a power generation device for charging the storage battery.
  • the present technology provides a power tool including the battery module according to the present technology and a movable part to which power is supplied from the battery module.
  • the battery module which concerns on this technique is provided, and the electronic device which receives supply of electric power from a battery module is provided.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a line segment AA of the battery unit shown in FIG. 4;
  • FIG. 5 is a partial enlarged plan view showing the surface of the battery unit shown in FIG. 4;
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional schematic view of a line segment AA of the battery unit shown in FIG.
  • FIG. 6 It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the battery module which does not have a degassing structure. It is a schematic diagram which shows the example of a degassing structure of the battery unit shown in FIG. It is a schematic diagram which shows the example of the degassing method of the battery module shown in FIG. It is a perspective view which shows the structural example of the container electrical storage system of 2nd Embodiment which concerns on this technique. It is a perspective view which shows the structural example of the vehicle of 3rd Embodiment which concerns on this technique. It is a perspective view which shows the structural example of the electrical storage system of 4th Embodiment which concerns on this technique. It is a block diagram showing an example of composition of an electric tool of a 5th embodiment concerning this art. It is a block diagram which shows the structural example of the electronic device of 6th Embodiment which concerns on this technique.
  • FIGS. 1 to 10 A battery module according to a first embodiment of the present technology will be described using FIGS. 1 to 10.
  • a battery module accommodating a cylindrical lithium ion secondary battery will be described.
  • the battery module 1 of the present embodiment includes an upper exterior case 2, an upper insulator 3, a battery unit 4, a lower insulator 5, and a lower portion.
  • An exterior case 6 is provided.
  • the upper exterior case 2 and the lower exterior case 6 form an exterior body for housing the battery unit 4.
  • the upper exterior case 2 and the lower exterior case 6 are, for example, housings made of metal such as aluminum or iron.
  • Upper exterior case 2 and lower exterior case 6 are each formed in a substantially rectangular plate shape, and the upper surface (upper surface) and lower surface (lower surface) of battery unit 4 are vertically opposed via upper insulator 3 and lower insulator 5. Covering. Further, at the end portions of the upper exterior case 2 and the lower exterior case 6, bent portions 7 and 8 bent in the direction of the battery unit 4 facing each other are formed.
  • the inner surfaces of the upper outer case 2 and the lower outer case 6 may be curved in the direction of contact with the upper insulator 3 and the lower insulator 5, respectively. With such a shape, the upper exterior case 2 and the lower exterior case 6 can enhance the adhesion to the battery unit 4.
  • Upper insulator 3 is formed in a substantially rectangular plate shape, and is disposed between upper outer case 2 and the surface of battery unit 4 in contact therewith.
  • lower insulator 5 is formed in a substantially rectangular plate shape, and is disposed between the back surface of battery unit 4 and lower exterior case 6 in contact therewith.
  • an insulating material such as polycarbonate can be used for the upper insulator 3 and the lower insulator 5.
  • upper insulator 3 and lower insulator 5 are disposed, for example, integrally covering the entire surface of the connection tabs on the front and back of battery unit 4 without break, and bonding or screwing to battery unit 4 with a double-sided adhesive tape or the like It is fixed.
  • Upper exterior case 2 and lower exterior case 6 and battery unit 4 are close to each other with upper insulator 3 and lower insulator 5 interposed therebetween. It is preferable that the proximity distance between the upper exterior case 2 and the lower exterior case 6 and the battery unit 4 is 0.4 mm to 0.8 mm.
  • upper outer case 2 and lower outer case 6, and upper insulator 3 and lower insulator 5 are in close contact with each other and fixed. With these configurations, the battery module 1 reduces the thermal resistance while maintaining the insulation property by minimizing the distance between the upper outer case 2 and the lower outer case 6 and the connection tab of the battery unit 4 and thus the heat radiation. Can be maximized.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of the battery unit 4 of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view showing a configuration example in a circle A which is a part of the battery unit 4 shown in FIG.
  • the battery unit 4 of the present embodiment has a battery accommodating portion 22 that accommodates a plurality of batteries 21, and connects the plurality of batteries 21 accommodated in the battery accommodating portion 22 with a connection tab 23. doing.
  • the batteries 21 whose surface side is the positive electrode 21a and the batteries 21 whose surface side is the negative electrode 21b are accommodated in the positive electrode side battery accommodating portion 22a and the negative electrode side battery accommodating portion 22b, respectively, and arranged alternately for each row It is done.
  • the battery housing portion 22 and the connection tab 23 do not have projections in the direction in which the upper insulator 3 is disposed on the surface of the battery unit 4.
  • the battery housing portion 22 and the connection tab 23 are not provided with projections in the direction in which the lower insulator 5 is disposed on the back surface of the battery unit 4.
  • at the end of the connection tab 23 there is formed an L-shaped bent portion 24 which is engaged with the recess of the battery housing portion 22 and which protrudes toward the battery housing portion 22.
  • the battery module 1 of the present embodiment makes the surface of the connection tab 23 flat by positioning the connection tab 23 at the L-shaped bent portion 24 of the connection tab 23.
  • the battery module 1 can minimize the thermal resistance by minimizing the distance between the upper exterior case 2 and the lower exterior case 6 and the connection tab 23, so that a high heat dissipation effect can be realized.
  • FIG. 4 is a partial plan view showing an example of the structure for degassing the surface of the battery unit 4.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of the line segment AA of the battery unit 4.
  • FIG. 6 is a partial enlarged plan view showing the surface of the battery unit 4.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view of the line segment AA of the battery unit 4.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for illustrating a battery module having no degassing structure.
  • FIG. 9A is a schematic plan view showing an example of the degassing structure of the battery unit 4.
  • FIG. 9B is a schematic cross-sectional view showing an example of the degassing structure of the battery unit 4.
  • one or a plurality of guiding grooves for guiding high temperature gas generated from the electrode on the positive electrode side to the positive electrode side battery housing portion 22a. 25 are provided.
  • the guide groove 25 is formed in a substantially semicircular rod shape with its tip extending in the planar direction of the connection tab 23 from the circumference of the positive electrode side battery housing portion 22a having a circular planar shape.
  • the guide grooves 25 of the respective positive electrode side battery accommodating portions 22 a extend in the same direction on the plane of the connection tab 23. Furthermore, as shown in FIG. 5 and FIG.
  • the guiding groove 25 extends from the substantially semicircular portion of the tip in the erecting direction of the battery 21. That is, the cross-sectional shape of the guiding groove 25 is formed in an L shape in contact with the positive electrode surface and the side surface of the battery 21.
  • the guide groove can be provided in the negative electrode side battery housing portion.
  • the degassing structure when the degassing structure is not formed in the battery accommodating portion 31 that accommodates the battery 21, the distance between the upper exterior case 2 and the connection tab 23 is minimized, and the battery 21 is When the abnormal heat is generated and the high temperature gas is ejected from the inside of the battery 21, it becomes difficult to release the high temperature gas to the outside. As a result, the high temperature gas may be compressed, the temperature may be higher, heat may be transmitted to the other battery 21, and propagation may occur.
  • the positive electrode side battery housing portion 22a of the present embodiment is provided with a guide groove 25 for discharging the high temperature gas generated from the positive electrode 21a side of the battery 21 to the outside.
  • the battery housing portion 22 of the present embodiment is provided with a gas discharge hole 41 communicating with the guide groove 25 and discharging the high temperature gas having passed through the guide groove 25 to the outside.
  • the gas discharge hole 41 is formed at the center of the battery unit 4 in the thickness direction.
  • the gas discharge holes 41 can be formed in a semicircular shape in cross section.
  • the battery module 1 of the present embodiment includes the upper groove case 2 and the lower wall case 6 by providing high temperature gas generated from the inside of the battery 21 by providing the induction groove 25 and the gas discharge hole 41 in the battery housing 22. Of the battery module 1 in the gap between the two. As a result, the battery module 1 can improve safety while securing insulation and heat dissipation.
  • FIG. 10A is a schematic cross-sectional view showing the battery module 1 before degassing.
  • FIG. 10B is a schematic view showing the state of gas passing through the inside of the battery module 1 during degassing.
  • a high temperature gas may be generated inside the battery 21 and the high temperature gas may be ejected from the positive electrode 21 a side.
  • the ejected high temperature gas is guided from the positive electrode 21 a side to the tip of the guide groove 25 in the plane direction through the guide groove 25 formed in the positive electrode side battery housing portion 22 a.
  • the high temperature gas guided to the tip end in the planar direction of the guide groove 25 further passes through the guide groove 25 extending in the vertical direction of the cell 21 from the bottom, and the central portion in the thickness direction of the battery unit 4 To the gas discharge hole 41 formed in the
  • the high temperature gas guided to the gas discharge hole 41 is discharged therefrom to the space of the battery module 1 and the outside of the battery module 1 through the gas discharge hole 41.
  • the thin upper insulator 3 and the lower insulator 5 are closely arranged with the double-sided adhesive tape or the like between the upper outer case 2 and the lower outer case 6 and the battery unit 4.
  • the thermal resistance is minimized by bringing the connection tab 23 into close proximity with the metallic upper and lower exterior cases 2 and 6 while securing the insulation property, and the battery 21 and the upper and lower exterior cases 2 and The heat dissipation effect to the case 6 can be enhanced.
  • the position of battery 21 in battery module 1 is achieved by bringing upper insulator 3 and lower insulator 5 into close contact with upper outer case 2 and lower outer case 6 with connection tab 23. Fixation can be enhanced. Moreover, the battery module 1 can make positioning of the battery 21 and the connection tab 23 easy by making the connection tab 23 into the shape along the slot provided in the predetermined position of the battery accommodating part 22.
  • FIG. 1 when the internal short circuit of the battery 21 occurs, the connection tab 23 between the batteries 21 plays a role of a large current fuse, so the abnormal propagation to the battery 21 around it. You can also prevent it. Further, in FIG.
  • connection tab 23 in the battery module 1, one connection tab 23 is disposed in line symmetry with respect to a center line in the left-right direction center of the surface of the battery unit 4. With this configuration, in the battery module 1, since the connection tabs 23 are symmetrical with respect to the center line, an assembly error can be prevented, and handling at the time of manufacture can be facilitated.
  • Table 1 shows the battery 21 in the battery module 1 when the distance (thickness of the insulators 3 and 5) between the outer casings 2 and 6 and the battery unit 4 is changed by 0.4 mm to 2.0 mm.
  • the experiment 1 to 5 which measured the temperature rise of is shown.
  • the temperature rise of the battery 21 is measuring the temperature of the battery 21 which became the maximum among several batteries 21.
  • FIG. 1 to Experiment 5 the discharge conditions are continuously discharged at 4 ° C., and the ambient temperature of the battery module 1 is set to 45 ° C.
  • the temperature rise value can be obtained, for example, by (temperature of battery module 1-atmosphere temperature 45 ° C.).
  • “judgement” is “OK” when the temperature increase value is 30 ° C. or less, and “NG” when the temperature increase value exceeds 30 ° C. If the temperature rise value exceeds 30 ° C., the temperature of the battery module 1 exceeds 75 ° C., and the life of the battery 21 may be significantly reduced.
  • the temperature rise of the battery 21 needs to be suppressed to 30 ° C. in order to improve the heat dissipation of the battery module 1 and to suppress the decrease in the life of the battery 21. From this, it was found that the distance between the outer casings 2 and 6 and the battery unit 4 is preferably in the range of 0.4 mm to 0.8 mm.
  • a container power storage system includes a power storage device having the battery module of the first embodiment according to the present technology, and a power conversion device that converts power input from the battery module into desired power. It is a container-type electrical storage system provided with the control apparatus which controls the electric power supply with respect to the power converter device from a battery module, and the electrical storage apparatus, the container which accommodates a power converter device and a control apparatus.
  • the container power storage system of the second embodiment according to the present technology includes the battery module of the first embodiment according to the present technology having excellent maintainability and excellent reliability, so that maintenance performance and reliability of power storage are achieved. Lead to improvement of
  • FIG. 11 shows an internal structure divided into two by a dividing line in the longitudinal direction of a substantially rectangular parallelepiped container type storage system 110.
  • the container-type storage system 110 includes a conductive container 111, a DC input / output panel 112, an AC-DC converter INV, and strings ST1 to ST14.
  • the container 111 is, as an example, a metal box having a length of 40 feet. Inside the container type storage system 110, a longitudinally extending passage is formed at the center in the width direction so as to allow a person to walk. At the ceiling of the container 111, a wiring duct is provided. In the wiring duct, a DC power wiring Lp, a communication wiring Lc, and the like are passed. The container 111 is connected to the ground through the grounding means LE1.
  • the AC / DC converter INV and the DC input / output panel 112 are housed in the container 111.
  • the AC-DC converter INV is, for example, a power converter that converts the power input from the battery module 1 into a desired power.
  • the DC input / output board 112, the AC / DC converter INV and the DC input / output board 112 are electrically connected to the container 111, and are grounded through the container 111.
  • the strings ST1 to ST14 are arranged by stacking a plurality of storage modules M and dividing in parallel in the longitudinal direction of the container 111.
  • the strings ST1 to ST7 are provided on the back side of FIG. 11, and the strings ST8 to ST14 are provided on the front side.
  • One string ST is configured by storing a battery management unit BMU and 16 (2 rows ⁇ 8 stages) storage modules M in a metal battery rack.
  • the plurality of battery racks are arranged to be mechanically and electrically connectable.
  • the storage module M of each string ST is placed on the shelf board of each battery rack, and the ground point is electrically connected to the shelf board.
  • Each battery rack is electrically connected to the container 111 and grounded through the container 111.
  • the storage modules M1 to M16 accommodated in each string ST are connected in series with each other, and the positive electrode terminal side and the negative electrode terminal side of the series connection are connected to the battery management unit BMU.
  • the battery management unit BMU and the AC-DC converter INV (power conditioner PCS) are connected by a DC power line Lp.
  • the communication terminals of the storage modules M1 to M16 are sequentially connected and connected to the communication terminal of the battery management unit BMU.
  • the battery management unit BMU and the system controller SYS are connected by the communication wiring Lc.
  • the container 111 accommodates a line concentrator HUB for collecting communication lines Lc of a plurality of strings ST.
  • a vehicle according to a third embodiment of the present technology includes a battery module according to the first embodiment of the present technology, a driving force conversion device that receives supply of power from the battery module and converts it into driving force of the vehicle, and driving force. It is a vehicle provided with the drive part driven according to, and a vehicle control apparatus.
  • the vehicle of the third embodiment according to the present technology includes the battery module of the first embodiment according to the present technology having excellent maintainability and excellent reliability, so that maintenance performance and reliability of the vehicle can be improved. Connect.
  • FIG. 12 schematically illustrates an example of a configuration of a hybrid vehicle that employs a series hybrid system to which the present technology is applied.
  • the series hybrid system is a car that travels by a power drive conversion device using power generated by a generator driven by an engine or power stored in a battery.
  • the hybrid vehicle 7200 includes an engine 7201, a generator 7202, an electric power driving force converter 7203, driving wheels 7204 a, driving wheels 7204 b, wheels 7205 a, wheels 7205 b, batteries 7208, vehicle control devices 7209, various sensors 7210, and charging ports 7211. Is mounted. A power storage device (not shown) is applied to the battery 7208.
  • Hybrid vehicle 7200 travels using electric power / driving force conversion device 7203 as a power source.
  • An example of the power driving force converter 7203 is a motor.
  • the electric power driving force converter 7203 is operated by the electric power of the battery 7208, and the rotational force of the electric power driving force converter 7203 is transmitted to the driving wheels 7204a and 7204b.
  • DC-AC direct current to alternating current
  • AC to DC conversion AC to DC conversion
  • the power drive conversion device 7203 can be applied to either an alternating current motor or a direct current motor.
  • the various sensors 7210 control the engine speed via the vehicle control device 7209 and control the opening degree (throttle opening degree) of a throttle valve (not shown).
  • the various sensors 7210 include a speed sensor, an acceleration sensor, an engine speed sensor, and the like.
  • the rotational power of the engine 7201 is transmitted to the generator 7202, and it is possible to store the power generated by the generator 7202 in the battery 7208 by the rotational power.
  • the battery 7208 can be connected to a power supply external to the hybrid vehicle to receive power from the external power supply using the charging port 211 as an input port, and store the received power.
  • an information processing apparatus that performs information processing related to vehicle control based on information related to the secondary battery may be provided.
  • an information processing apparatus there is, for example, an information processing apparatus that displays a battery remaining amount based on information on a battery remaining amount.
  • the series hybrid vehicle traveling by the motor using the power generated by the generator driven by the engine or the power temporarily stored in the battery has been described as an example.
  • the present disclosure is also effective for a parallel hybrid vehicle in which the engine and motor outputs are both drive sources, and travel is performed only by the engine, travel by only the motor, and engine and motor travel appropriately switched and used. It is applicable.
  • the present technology can be effectively applied to a so-called electric vehicle that travels by driving only by a drive motor without using an engine.
  • a power storage system includes a power storage device having the battery module according to the first embodiment of the present technology, a power consumption device to which power is supplied from the battery module, and a power consumption device from the battery module And a power generation device for charging the battery module.
  • the storage system of the fourth embodiment according to the present technology includes the battery module of the first embodiment according to the present technology having excellent maintainability and excellent reliability, so that maintenance performance and reliability of power storage can be improved. It leads to improvement.
  • electric power is supplied from a centralized electric power system 9002 such as thermal power generation 9002 a, nuclear power generation 9002 b, hydroelectric power generation 9002 c to power network 9009, information network 9012, smart meter 9007, power hub 9008, etc.
  • Power storage device 9003 is supplied.
  • power is supplied to the power storage device 9003 from an independent power source such as a home power generation device 9004.
  • Power supplied to power storage device 9003 is stored.
  • Power storage device 9003 is used to supply power used in house 9001.
  • the same storage system can be used not only for the house 9001 but also for the building.
  • the house 9001 is provided with a power generation device 9004, a power consumption device 9005, a power storage device 9003, a control device 9010 for controlling each device, a smart meter 9007, and a sensor 9011 for acquiring various information.
  • the respective devices are connected by a power network 9009 and an information network 9012.
  • a solar cell, a fuel cell, or the like is used as the power generation device 9004, and the generated electric power is supplied to the power consumption device 9005 and / or the power storage device 9003.
  • the power consumption device 9005 is, for example, a refrigerator 9005a, an air conditioner 9005b, a television receiver 9005c, and a bath 9005d.
  • the power consumption device 9005 includes an electric vehicle 9006.
  • An electric vehicle 9006 is an electric car 9006 a, a hybrid car 9006 b, and an electric bike 9006 c.
  • Power storage device 9003 is formed of a secondary battery or a capacitor.
  • the lithium ion battery may be a stationary type or may be used in the electric vehicle 9006.
  • the smart meter 9007 has a function of measuring the usage amount of commercial power and transmitting the measured usage amount to the power company.
  • the power network 9009 may combine one or more of direct current feed, alternating current feed, and non-contact feed.
  • the various sensors 9011 are, for example, a human sensor, an illuminance sensor, an object detection sensor, a power consumption sensor, a vibration sensor, a contact sensor, a temperature sensor, an infrared sensor, and the like.
  • the information acquired by the various sensors 9011 is transmitted to the control device 9010.
  • the control device 9010 can transmit information on the home 9001 to an external power company or the like via the Internet.
  • the power hub 9008 performs processing such as branching of power lines and DC / AC conversion.
  • a communication method of the information network 9012 connected to the control device 9010 a method using a communication interface such as UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter: transmission / reception circuit for asynchronous serial communication), Bluetooth (registered trademark), ZigBee, Wi-Fi
  • UART Universal Asynchronous Receiver-Transmitter: transmission / reception circuit for asynchronous serial communication
  • Bluetooth registered trademark
  • ZigBee Wi-Fi
  • the Bluetooth (registered trademark) system is applied to multimedia communication, and can perform one-to-many connection communication.
  • ZigBee uses the physical layer of IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4.
  • IEEE 802.15.4 is a name of a short distance wireless network standard called PAN (Personal Area Network) or W (Wireless) PAN.
  • the control device 9010 is connected to an external server 9013.
  • the server 9013 may be managed by any one of a house 9001, a power company, and a service provider.
  • the information transmitted and received by the server 9013 is, for example, power consumption information, life pattern information, power rates, weather information, natural disaster information, and information on power transactions.
  • These pieces of information may be transmitted and received from a home power consumption device (for example, a television receiver), but may be transmitted and received from a device outside the home (for example, a cellular phone or the like).
  • These pieces of information may be displayed on a device having a display function, for example, a television receiver, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistants), or the like.
  • a control device 9010 that controls each unit is configured of a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), and the like, and is stored in the power storage device 9003 in this example.
  • Control device 9010 is connected to power storage device 9003, home power generation device 9004, power consumption device 9005, various sensors 9011, server 9013, and information network 9012, and has a function to adjust, for example, the usage amount of commercial power and the power generation amount. have. In addition, it may be equipped with the function etc. which perform power exchange in an electric power market.
  • the power storage device 9003 may store the generated power of not only the centralized power system 9002 such as the thermal power 9002 a, the nuclear power 9002 b, and the hydraulic power 9002 c but also the home power generation device 9004 (solar power generation, wind power generation). it can. Therefore, even if the power generated by the home power generation device 9004 fluctuates, control can be performed such that the amount of power to be transmitted to the outside can be made constant or discharge can be performed as necessary.
  • the power obtained by solar power generation is stored in power storage device 9003, and late-night power with low charge is stored in power storage device 9003 at night, and the power stored by power storage device 9003 is discharged in the time zone where the charge in the daytime is high. Can also be used.
  • control device 9010 is stored in power storage device 9003
  • it may be stored in smart meter 9007 or may be configured alone.
  • power storage system 9100 may be used for a plurality of households in an apartment house, or may be used for a plurality of detached houses.
  • the power tool according to the fifth embodiment of the present technology is a power tool including the battery module of the first embodiment according to the present technology and a movable part to which power is supplied from the battery module.
  • the power tool of the fifth embodiment according to the present technology includes the battery module of the first embodiment according to the present technology having excellent maintainability and excellent reliability, so that maintenance performance and reliability of the power tool can be improved. It leads to improvement.
  • FIG. 14 shows a block configuration of the power tool.
  • the electric power tool is, for example, an electric drill, and includes a control unit 99 and a power supply 100 inside a tool body 98 formed of a plastic material or the like.
  • a drill portion 101 which is a movable portion is attached to the tool body 98 so as to be operable (rotatable).
  • the control unit 99 controls the operation of the entire power tool (including the use state of the power supply 100), and includes, for example, a CPU.
  • Power supply 100 includes one or more solid state batteries (not shown).
  • the control unit 99 supplies power from the power supply 100 to the drill unit 101 in response to the operation of an operation switch (not shown).
  • the electronic device of the sixth embodiment according to the present technology is an electronic device that includes the battery module of the first embodiment according to the present technology and receives supply of power from the battery module.
  • the electronic device according to the sixth embodiment of the present technology is a device that exhibits various functions as a battery module as a power supply (power supply source) for driving.
  • the electronic device of the sixth embodiment according to the present technology includes the battery module of the first embodiment according to the present technology having excellent maintainability and excellent reliability, so that maintenance performance and reliability of the electronic device can be improved. It leads to improvement.
  • the electronic device 400 includes the electronic circuit 401 of the electronic device main body and the battery pack 300.
  • the battery pack 300 is electrically connected to the electronic circuit 401 via the positive electrode terminal 331a and the negative electrode terminal 331b.
  • the electronic device 400 has, for example, a configuration in which the user can attach and detach the battery pack 300.
  • the configuration of the electronic device 400 is not limited to this, and the battery pack 300 is built in the electronic device 400 so that the user can not remove the battery pack 300 from the electronic device 400. May be
  • the positive electrode terminal 331a and the negative electrode terminal 331b of the battery pack 300 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of a charger (not shown), respectively.
  • the positive electrode terminal 331a and the negative electrode terminal 331b of the battery pack 300 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the electronic circuit 401, respectively.
  • the electronic device 400 for example, a laptop personal computer, a tablet computer, a mobile phone (for example, a smartphone), a personal digital assistant (PDA), an imaging device (for example, a digital still camera, a digital video camera, etc.) Audio equipment (eg portable audio players), gaming machines, cordless handsets, electronic books, electronic dictionaries, radios, headphones, navigation systems, memory cards, memory cards, pacemakers, hearing aids, lighting equipment, toys, medical equipment, robots etc. Although it is mentioned, it is not limited to this. As a specific example, a head-mounted display and a band-type electronic device will be described.
  • a head-mounted display and a band-type electronic device will be described.
  • the head-mounted display includes an image display device, a mounting device for mounting the image display device on the head of an observer, and the image display device
  • the electronic device includes the attachment member for attaching the attachment device to the attachment device, and the solid state batteries according to the first to third embodiments of the present technology are used as a power supply for driving, and the band type electronic device is connected in a band shape.
  • the solid-state battery according to any one of the first to third embodiments of the present technology as the electronic component is a source electronic device provided in the segment.
  • the electronic circuit 401 includes, for example, a central processing unit (CPU), a peripheral logic unit, an interface unit, a storage unit, and the like, and controls the entire electronic device 400.
  • Battery pack 300 includes battery assembly 301 and charge / discharge circuit 302.
  • the battery assembly 301 is configured by connecting a plurality of secondary batteries 301 a in series and / or in parallel.
  • the plurality of secondary batteries 301a are connected to, for example, n parallel m series (n and m are positive integers).
  • FIG. 6 shows an example in which six secondary batteries 301a are connected in two parallel three series (2P3S).
  • As the secondary battery 301a a secondary battery according to the first embodiment or the modification thereof is used.
  • the charge and discharge circuit 302 controls charging of the assembled battery 301.
  • the charge / discharge circuit 302 controls discharge to the electronic device 400.

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Abstract

絶縁性を保持しつつ放熱性を向上させた電池モジュールを提供すること。　本技術に係る電池モジュールは、複数の電池を収容する電池収容部を有し、電池収容部に収容された複数の電池間を接続タブで接続した電池ユニットと、電池ユニットを収容する外装体と、外装体および電池ユニットの間に配置された絶縁体と、を備え、絶縁体は外装体および電池ユニットと接触し、外装体と電池ユニットとは絶縁体を挟んで近接している。

Description

電池モジュール、コンテナ型蓄電システム、車両、蓄電システム、電動工具および電子機器
　本技術は、コンテナ型蓄電システム、車両、蓄電システム、電動工具および電子機器などに適用可能な電池モジュールに関する。より詳しくは、複数の電池が収容された電池ユニットを収容する外装体を備えた電池モジュールに関する。
　近年、エンジンおよびモータを駆動原とするハイブリッド機器やモータを駆動原とする機器の電源として、リチウムイオン電池などが収容された電池モジュールの需要が増えてきている。電池モジュールは、リチウムイオン電池などの電池、この電池が複数個保持される電池ホルダからなる一または複数の電池ブロック、および回路基板等の部品等が、例えばプラスチック製の外装ケースに収容されることで形成される。また、電池モジュールには、例えば端子形状の出力が設けられている。この電池モジュールは、例えば、ノート型ＰＣなどの電子機器、アシスト自転車、電動バイク、電動車椅子、電動三輪車、電動カート、および電動工具等の屋外で使用される種々の電気機器の電源として使用することができる。同時にこれらの用途に合わせた使用環境に対して、高出力、長寿命で使用可能な電池パックの要求も高まっている。
　このような状況により、電池モジュールは、高出力を発生するシステムが前提になるため、電池からの発熱による電池の性能劣化に対する放熱対策が必要となる。さらに、電池を収納する外装体が金属製の場合には、電池と外装体との間でショートが発生するおそれがあるため、絶縁対策も要求される。
　絶縁性および放熱性を有する電池パックとしては、例えば、特許文献１には、電源出力端子を有する主収納ケースと、前記主収納ケース内に収納される少なくとも一つのサブモジュールと、前記主収納ケース内に収納され、前記単位電池の充電および放電の少なくともいずれかを制御する制御部とを備え、前記サブモジュールは、それぞれが複数の単位電池からなる電池ブロックが端子部が露出しないように、副収納ケース内に２個以上収納され、前記電池ブロック同士が電気的接続部材によって接続されている電池ユニット、が開示されている。
　また、例えば、特許文献２には、電池内部で発生したガスを排出する開放部を有する複数の素電池と、前記複数の素電池を収納する複数の電池収納部を有する伝熱部材と、前記複数の素電池の第一極および第二極にそれぞれ配置した前記素電池を電気的接続する第一極および第二極用接続体を備え、前記伝熱部材は、前記複数の電池収納部の間に前記電池収納部と略並行な第１の貫通孔を設け、前記第一極および第二極用接続体には、前記伝熱部材の貫通孔に連通する第２および第３の貫通孔を設けた電池モジュール、が開示されている。
特開２０１５－０５３２７６号公報 特開２０１４－１９７４５２号公報
　しかしながら、特許文献１および２で提案された技術では、絶縁性を有しつつ放熱性のさらなる向上が図れないおそれがある。
　そこで、本技術では、このような状況に鑑みてなされたものであり、絶縁性を保持しつつ放熱性を向上させた電池モジュールを提供することを主目的とする。
　本技術は、複数の電池を収容する電池収容部を有し、電池収容部に収容された複数の電池間を接続タブで接続した電池ユニットと、電池ユニットを収容する外装体と、外装体および電池ユニットの間に配置された絶縁体と、を備え、絶縁体は外装体および電池ユニットと接触し、外装体と電池ユニットとは絶縁体を挟んで近接している電池モジュールを提供する。
　また、本技術は、本技術に係る電池モジュールを有する蓄電装置と、電池モジュールから入力された電力を所望の電力に変換する電力変換装置と、電池モジュールからの電力変換装置に対する電力供給を制御する制御装置と、蓄電装置、電力変換装置および制御装置を収容するコンテナと、を備えるコンテナ型蓄電システムを提供する。
　さらに、本技術は、本技術に係る電池モジュールから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える車両を提供する。また、本技術は、本技術に係る電池モジュールを有する蓄電装置と、電池モジュールから電力が供給される電力消費装置と、電池モジュールからの電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、電池モジュールを充電する発電装置と、を備える蓄電システムを提供する。また、本技術は、本技術に係る電池モジュールと、電池モジュールから電力が供給される可動部と、を備える電動工具を提供する。また、本技術に係る電池モジュールを備え、電池モジュールから電力の供給を受ける電子機器を提供する。
　本技術によれば、絶縁性を保持しつつ放熱性を向上させた電池モジュールを提供することができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果、または、それらと異質な効果であってもよい。
本技術に係る第１実施形態の電池モジュールの構成例を示す分解斜視図である。 図１に示す電池ユニットの構成例を示す斜視図である。 図２に示す電池ユニットの一部分の構成例を示す部分拡大図である。 図２に示す電池ユニットの表面のガス抜き構造例を示す部分平面図である。 図４に示す電池ユニットの線分Ａ－Ａの断面模式図である。 図４に示す電池ユニットの表面を示す部分拡大平面図である。 図６に示す電池ユニットの線分Ａ－Ａの拡大断面模式図である。 ガス抜き構造を有さない電池モジュールを説明するための断面模式図である。 図２に示す電池ユニットのガス抜き構造例を示す模式図である。 図１に示す電池モジュールのガス抜き方法例を示す模式図である。 本技術に係る第２実施形態のコンテナ蓄電システムの構成例を示す斜視図である。 本技術に係る第３実施形態の車両の構成例を示す斜視図である。 本技術に係る第４実施形態の蓄電システムの構成例を示す斜視図である。 本技術に係る第５実施形態の電動工具の構成例を示すブロック図である。 本技術に係る第６実施形態の電子機器の構成例を示すブロック図である。
　以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、いずれの実施形態を組み合わせることもできる。本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。また、以下に説明する実施形態は、いずれかの一または複数の実施形態を組み合わせることもできる。なお、図面については、同一または同等の要素あるいは部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　説明は以下の順序で行う。
　１．第１実施形態（電池モジュールの構成例）
　（１－１）電池モジュールの構成例
　（１－２）電池ユニットの構成例
　（１－３）電池ユニットのガス抜き構造例
　（１－４）電池モジュールのガス抜き方法例
　（１－５）外装体と電池ユニットとの間の距離の実験結果
　２．第２実施形態（コンテナ蓄電システムの構成例）
　３．第３実施形態（車両の構成例）
　４．第４実施形態（蓄電システムの構成例）
　５．第５実施形態（電動工具の構成例）
　６．第６実施形態（電子機器の構成例）
　＜１．第１実施形態（電池モジュールの構成例）＞
　図１から図１０を用いて、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールについて説明する。本実施形態では、一例として、円筒型のリチウムイオン二次電池を収容する電池モジュールを用いて説明する。
　　（１－１）電池モジュールの構成例
　図１に示すように、本実施形態の電池モジュール１は、上部外装ケース２と、上部絶縁体３と、電池ユニット４と、下部絶縁体５と、下部外装ケース６と、を備えている。上部外装ケース２および下部外装ケース６で電池ユニット４を収容する外装体を形成している。
　上部外装ケース２および下部外装ケース６は、例えば、アルミニウムや鉄などの金属で形成された筐体である。上部外装ケース２および下部外装ケース６は、それぞれ略矩形の板状に形成され、上部絶縁体３および下部絶縁体５を介して上下方向から電池ユニット４の表面（上面）および裏面（下面）を覆っている。また、上部外装ケース２および下部外装ケース６の端部には、互いに向かい合う電池ユニット４側の方向に折り曲げられた屈曲部７および８が形成されている。なお、上部外装ケース２および下部外装ケース６の内面は、それぞれ上部絶縁体３および下部絶縁体５と接触する方向に湾曲していてもよい。このような形状により、上部外装ケース２および下部外装ケース６は、電池ユニット４との密着性を高めることができる。
　上部絶縁体３は、略矩形の板状に形成され、上部外装ケース２および電池ユニット４の表面の間にそれらと接触して配置されている。同様に、下部絶縁体５は、略矩形の板状に形成され、電池ユニット４の裏面および下部外装ケース６の間にそれらと接触して配置されている。上部絶縁体３および下部絶縁体５には、例えば、ポリカーボネートなどの絶縁材を使用することができる。また、上部絶縁体３および下部絶縁体５は、例えば、電池ユニット４の表面および裏面の接続タブの全面を切れ目なく一体に覆って配置され、電池ユニット４に両面粘着テープなどで接着またはネジ止めして固定されている。
　上部外装ケース２および下部外装ケース６と電池ユニット４とは、上部絶縁体３および下部絶縁体５を挟んで近接している。上部外装ケース２および下部外装ケース６と電池ユニット４との間の近接距離は、０．４ｍｍ～０．８ｍｍであることが好ましい。一方、上部外装ケース２および下部外装ケース６と、上部絶縁体３および下部絶縁体５とは、それぞれ密着して固定されている。これらの構成により、電池モジュール１は、上部外装ケース２および下部外装ケース６と電池ユニット４の接続タブとの距離を最小限にすることにより、絶縁性を保持しつつ熱抵抗を減らして放熱性を最大限に向上させることができる。
　　（１－２）電池ユニットの構成例
　図２および図３を用いて、本実施形態の電池ユニット４の構成の一例について説明する。図２は、本実施形態の電池ユニット４の構成例を示す斜視図である。図３は、図２に示す電池ユニット４の一部分である円Ａ内の構成例を示す部分拡大図である。
　図２に示すように、本実施形態の電池ユニット４は、複数の電池２１を収容する電池収容部２２を有し、電池収容部２２に収容された複数の電池２１間を接続タブ２３で接続している。電池ユニット４には、表面側が正極２１ａの電池２１と表面側が負極２１ｂの電池２１とが、それぞれ正極側電池収容部２２ａと負極側電池収容部２２ｂとに収容されて、列ごとに交互に配列されている。
　図２および図３に示すように、電池収容部２２および接続タブ２３は、電池ユニット４の表面において上部絶縁体３が配置された方向に突起を設けていない。同様に、電池収容部２２および接続タブ２３は、電池ユニット４の裏面において下部絶縁体５が配置された方向に突起を設けていない。また、図３に示すように、接続タブ２３の端部には、電池収容部２２の凹部に勘合される、電池収容部２２側へ突起したＬ字曲げ部２４が形成されている。
　上記構成により、本実施形態の電池モジュール１は、接続タブ２３のＬ字曲げ部２４で接続タブ２３の位置決めを行うことで、接続タブ２３の表面をフラットにしている。これにより、電池モジュール１は、上部外装ケース２および下部外装ケース６と接続タブ２３との距離を最小限にして、熱抵抗を最小限化できるため、高い放熱効果を実現することができる。
　　（１－３）電池ユニットのガス抜き構造例
　図４から図９を用いて、本実施形態の電池モジュール１の電池ユニット４に設けられたガス抜き構造の一例について説明する。図４は、電池ユニット４の表面のガス抜き構造例を示す部分平面図である。図５は、電池ユニット４の線分Ａ－Ａの断面を示す断面模式図である。図６は、電池ユニット４の表面を示す部分拡大平面図である。図７は、電池ユニット４の線分Ａ－Ａの拡大断面模式図である。図８は、ガス抜き構造を有さない電池モジュールを説明するための断面模式図である。図９Ａは、電池ユニット４のガス抜き構造例を示す平面模式図である。図９Ｂは、電池ユニット４のガス抜き構造例を示す断面模式図である。
　図４および図６に示すように、電池ユニット４の電池収容部２２には、一例として、正極側電池収容部２２ａに、正極側の電極から発生した高温ガスを誘導する１または複数の誘導溝２５が設けられている。誘導溝２５は、平面形状が円形形状の正極側電池収容部２２ａの円周から接続タブ２３の平面方向に延在した先端が略半円の棒形状に形成されている。本実施形態では、各正極側電池収容部２２ａの誘導溝２５は、接続タブ２３の平面上の同一方向に延在している。さらに、図５および図７に示すように、誘導溝２５は、先端の略半円部分から電池２１の立設方向に延在している。すなわち、誘導溝２５は、その断面形状が、電池２１の正極面および側面に接したＬ字形状に形成されている。なお、負極側の電極から発生した高温ガスを誘導する場合は、誘導溝を負極側電池収容部に設けることができる。
　ここで、図８に示すように、電池２１を収容する電池収容部３１にガス抜き構造が形成されていない場合、上部外装ケース２と接続タブ２３との距離を最小限にすると、電池２１が異常発熱して電池２１内部から高温ガスが噴出した際に、その高温ガスを外部に逃がすのが難しくなる。これにより、高温ガスが圧縮してしまい、より高温になって熱が他の電池２１に伝播し、プロパゲーションが起こるおそれがある。
　そこで、図９Ａに示すように、本実施形態の正極側電池収容部２２ａには、電池２１の正極２１ａ側から発生した高温ガスを外部へ放出するための誘導溝２５を設けられている。さらに、図９Ｂに示すように、本実施形態の電池収容部２２には、誘導溝２５に連通し、誘導溝２５を通った高温ガスを外部へ排出するガス排出穴４１が設けられている。ガス排出穴４１は、電池ユニット４の厚み方向中央部に形成されている。ガス排出穴４１は、断面形状を半円形状に形成することができる。
　上述の通り、本実施形態の電池モジュール１は、電池収容部２２に誘導溝２５およびガス排出穴４１を設けたことにより、電池２１内部から発生した高温ガスを上部外装ケース２および下部外装ケース６の隙間の電池モジュール１の空間に抜けやすくすることができる。その結果、電池モジュール１は、絶縁性および放熱性を確保しつつ、安全性も向上させることができる。
　　（１－４）電池モジュールのガス抜き方法例
　図１０を用いて、本実施形態の電池モジュール１のガス抜き方法の一例について説明する。図１０Ａは、ガス抜き前の電池モジュール１を示す断面模式図である。図１０Ｂは、ガス抜き中の電池モジュール１内を通るガスの様子を示す模式図である。
　まず、電池モジュール１の使用中に電池２１が異常発熱すると、電池２１内部で高温ガスが発生し、正極２１ａ側からその高温ガスが噴出する場合がある。この場合、噴出した高温ガスは、正極２１ａ側から正極側電池収容部２２ａに形成された誘導溝２５を通って、誘導溝２５の平面方向先端まで誘導される。
　次に、誘導溝２５の平面方向先端まで誘導された高温ガスは、さらに、そこから電池２１の立設下方向に延在している誘導溝２５を通って、電池ユニット４の厚み方向中央部に形成されているガス排出穴４１まで誘導される。
　そして、ガス排出穴４１まで誘導された高温ガスは、そこからガス排出穴４１を通って、電池モジュール１の空間および電池モジュール１の外部へ排出される。
　以上のように、本実施形態の電池モジュール１は、上部外装ケース２および下部外装ケース６と電池ユニット４との間に薄い上部絶縁体３および下部絶縁体５を両面粘着テープ等で密着配置させることにより、絶縁性を確保しつつ、接続タブ２３と金属性の上部外装ケース２および下部外装ケース６とを近接させることで、熱抵抗を最小限化し、電池２１から上部外装ケース２および下部外装ケース６への放熱効果を高めることができる。
　また、電池モジュール１は、上部外装ケース２および下部外装ケース６に、上部絶縁体３および下部絶縁体５と接続タブ２３とが密着して接することで、電池モジュール１内での電池２１の位置固定を高めることができる。また、電池モジュール１は、接続タブ２３を電池収容部２２の所定位置に設けた溝穴に沿った形状とすることで、電池２１と接続タブ２３の位置決めをし易くすることができる。なお、電池モジュール１は、電池２１の内部短絡が発生した場合に、電池２１間の接続タブ２３が、大電流ヒューズの役割を果たす構成となっているので、その周囲の電池２１への異常伝播を防ぐこともできる。さらに、電池モジュール１は、図２において、電池ユニット４の表面の左右方向中央の中心線に対して、接続タブ２３が線対称に左右に１枚ずつ配置されている。この構成により、電池モジュール１は、上記中心線に対して接続タブ２３が左右対称となるため、組み付け間違いを防ぐことができ、製造時の取り扱いを容易にすることができる。
　（１－５）外装体と電池ユニットとの間の距離の実験結果
　次に、表１を用いて、電池モジュール１の外装体２および６と電池ユニット４との間の好適な距離についての実験方法および実験結果について説明する。下記の表１は、外装体２および６と電池ユニット４との間の距離（絶縁体３および５の厚み）を０．４ｍｍ～２．０ｍｍで変化させたときの電池モジュール１内の電池２１の温度上昇を測定した実験１から５を示している。なお、電池２１の温度上昇は、複数個の電池２１のうち、最大となった電池２１の温度を測定している。実験１から実験５では、放電条件を４℃で連続放電し、電池モジュール１の周囲の温度を４５℃に設定している。ここで、温度上昇値は、一例として、（電池モジュール１の温度－雰囲気温度４５℃）で求めることができる。表１において、「判定」とは、温度上昇値が３０℃以下の場合を「ＯＫ」とし、温度上昇値が３０℃を上回った場合を「ＮＧ」として示したものである。温度上昇値が３０℃を上回ると電池モジュール１の温度が７５℃を超え、電池２１の寿命が著しく低下するおそれがあるためである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　以上の実験結果より、電池モジュール１の放熱性を向上させ、電池２１の寿命の低下を抑制するためには、電池２１の温度上昇は３０℃までに抑える必要があることが分かった。このことから、外装体２および６と電池ユニット４との間の距離は、０．４ｍｍ～０．８ｍｍの範囲が好適であることが分かった。
　＜２．第２実施形態（コンテナ蓄電システムの構成例）＞
　本技術に係る第２実施形態のコンテナ蓄電システムは、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを有する蓄電装置と、電池モジュールから入力された電力を所望の電力に変換する電力変換装置と、電池モジュールからの電力変換装置に対する電力供給を制御する制御装置と、蓄電装置、電力変換装置および制御装置を収容するコンテナと、を備えるコンテナ型蓄電システムである。本技術に係る第２実施形態のコンテナ蓄電システムは、優れたメンテナンス性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備えているので、メンテナンス性能や電力貯蔵の信頼性の向上につながる。
　以下に、本技術に係る第２実施形態のコンテナ蓄電システムの一例について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、略直方体形状のコンテナ型蓄電システム１１０の長手方向の分割線で２分割した内部構造を示している。
　図１１に示すように、コンテナ型蓄電システム１１０は、導電性のコンテナ１１１と、直流入出力盤１１２と、交流直流変換装置ＩＮＶと、ストリングＳＴ１～ＳＴ１４と、を備えている。
　コンテナ１１１は、一例として、４０フィートの長さを有する金属製の箱である。コンテナ型蓄電システム１１０の内部には、幅方向中央に人の歩ける程度の幅の長手方向に延在した通路が形成されている。コンテナ１１１の天井部には、配線ダクトが設けられている。この配線ダクト内には、直流電力配線Ｌｐおよび通信配線Ｌｃ等が通されている。コンテナ１１１は、接地手段ＬＥ１を通じて大地に接続されている。
　交流直流変換装置ＩＮＶおよび直流入出力盤１１２は、コンテナ１１１内に収納されている。交流直流変換装置ＩＮＶは、例えば、電池モジュール１から入力された電力を所望の電力に変換する電力変換装置である。直流入出力盤１１２は、交流直流変換装置ＩＮＶおよび直流入出力盤１１２は、コンテナ１１１と電気的に接続され、コンテナ１１１を通じて接地されている。
　ストリングＳＴ１～ＳＴ１４は、蓄電モジュールＭを複数積み重ね、コンテナ１１１の長手方向に並列に分割して配列されている。図１１の奥側にはストリングＳＴ１～ＳＴ７が設けられており、手前側にはストリングＳＴ８～ＳＴ１４が設けられている。一つのストリングＳＴは、金属製の電池ラックに対して電池管理ユニットＢＭＵと１６個（２列×８段）の蓄電モジュールＭとが収納されて構成されている。複数の電池ラック同士は、機械的かつ電気的に連結可能に配置されている。各ストリングＳＴの蓄電モジュールＭは、各電池ラックの棚板に載置され、その接地箇所が棚板と電気的に接続されている。各電池ラックは、コンテナ１１１と電気的に接続され、コンテナ１１１を通じて接地されている。
　各ストリングＳＴに収容された蓄電モジュールＭ１～Ｍ１６は、互いに直列接続され、電池管理ユニットＢＭＵに直列接続の正極端子側および負極端子側が接続されている。電池管理ユニットＢＭＵと交流直流変換装置ＩＮＶ（パワーコンディショナーＰＣＳ）との間は、直流電力配線Ｌｐによって接続されている。さらに、蓄電モジュールＭ１～Ｍ１６の通信端子が順次接続され、電池管理ユニットＢＭＵの通信端子に接続されている。電池管理ユニットＢＭＵとシステムコントローラＳＹＳとの間は、通信配線Ｌｃによって接続されている。なお、図示されていないが、コンテナ１１１には、複数のストリングＳＴの通信配線Ｌｃをまとめるための集線装置ＨＵＢが収容されている。
　＜３．第３実施形態（車両の構成例）＞
　本技術に係る第３実施形態の車両は、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールと、電池モジュールから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、駆動力に応じて駆動する駆動部と、車両制御装置と、を備える車両である。本技術に係る第３実施形態の車両は、優れたメンテナンス性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備えているので、メンテナンス性能や車両の信頼性の向上につながる。
　以下に、本技術に係る第３実施形態の車両について、図１２を参照しながら説明する。
　図１２に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
　このハイブリッド車両７２００には、エンジン７２０１、発電機７２０２、電力駆動力変換装置７２０３、駆動輪７２０４ａ、駆動輪７２０４ｂ、車輪７２０５ａ、車輪７２０５ｂ、バッテリ７２０８、車両制御装置７２０９、各種センサ７２１０、充電口７２１１が搭載されている。バッテリ７２０８に対して、蓄電装置（不図示）が適用される。
　ハイブリッド車両７２００は、電力駆動力変換装置７２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置７２０３の一例は、モータである。バッテリ７２０８の電力によって電力駆動力変換装置７２０３が作動し、この電力駆動力変換装置７２０３の回転力が駆動輪７２０４ａ、７２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流－交流（ＤＣ－ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ－ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置７２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ７２１０は、車両制御装置７２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ７２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
　エンジン７２０１の回転力は発電機７２０２に伝えられ、その回転力によって発電機７２０２により生成された電力をバッテリ７２０８に蓄積することが可能である。
　図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置７２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置７２０３により生成された回生電力がバッテリ７２０８に蓄積される。
　バッテリ７２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
　図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
　なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
　＜４．第４実施形態（蓄電システムの構成例）＞
　本技術に係る第４実施形態の蓄電システムは、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを有する蓄電装置と、電池モジュールから電力が供給される電力消費装置と、電池モジュールからの電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、電池モジュールを充電する発電装置と、を備える蓄電システムである。本技術に係る第４実施形態の蓄電システムは、優れたメンテナンス性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備えているので、メンテナンス性能や電力貯蔵の信頼性の向上につながる。
　以下に、本技術に係る第４実施形態の蓄電システムの一例である住宅用の蓄電システムについて、図１３を参照しながら説明する。
　例えば、住宅９００１用の蓄電システム９１００においては、火力発電９００２ａ、原子力発電９００２ｂ、水力発電９００２ｃ等の集中型電力系統９００２から電力網９００９、情報網９０１２、スマートメータ９００７、パワーハブ９００８等を介し、電力が蓄電装置９００３に供給される。これと共に、家庭内発電装置９００４等の独立電源から電力が蓄電装置９００３に供給される。蓄電装置９００３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置９００３を使用して、住宅９００１で使用する電力が給電される。住宅９００１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
　住宅９００１には、発電装置９００４、電力消費装置９００５、蓄電装置９００３、各装置を制御する制御装置９０１０、スマートメータ９００７、各種情報を取得するセンサ９０１１が設けられている。各装置は、電力網９００９および情報網９０１２によって接続されている。発電装置９００４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置９００５および／または蓄電装置９００３に供給される。電力消費装置９００５は、冷蔵庫９００５ａ、空調装置９００５ｂ、テレビジョン受信機９００５ｃ、風呂９００５ｄ等である。さらに、電力消費装置９００５には、電動車両９００６が含まれる。電動車両９００６は、電気自動車９００６ａ、ハイブリッドカー９００６ｂ、電気バイク９００６ｃである。
　蓄電装置９００３に対して、上述した本開示のバッテリユニットが適用される。蓄電装置９００３は、二次電池またはキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両９００６で使用されるものでも良い。スマートメータ９００７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網９００９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。
　各種のセンサ９０１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ９０１１により取得された情報は、制御装置９０１０に送信される。センサ９０１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置９００５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置９０１０は、住宅９００１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
　パワーハブ９００８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置９０１０と接続される情報網９０１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ－Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサ・ネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
　制御装置９０１０は、外部のサーバ９０１３と接続されている。このサーバ９０１３は、住宅９００１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ９０１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されてもよい。
　各部を制御する制御装置９０１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置９００３に格納されている。制御装置９０１０は、蓄電装置９００３、家庭内発電装置９００４、電力消費装置９００５、各種センサ９０１１、サーバ９０１３と情報網９０１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていてもよい。
　以上のように、電力が火力９００２ａ、原子力９００２ｂ、水力９００２ｃ等の集中型電力系統９００２のみならず、家庭内発電装置９００４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置９００３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置９００４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電したりするといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置９００３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置９００３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置９００３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
　なお、この例では、制御装置９０１０が蓄電装置９００３内に格納される例を説明したが、スマートメータ９００７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム９１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
　＜５．第５実施形態（電動工具の構成例）＞
　本技術に係る第５実施形態の電動工具は、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールと、電池モジュールから電力が供給される可動部と、を備える電動工具である。本技術に係る第５実施形態の電動工具は、優れたメンテナンス性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備えているので、メンテナンス性能や電動工具の信頼性の向上につながる。
　以下に、本技術に係る第５実施形態の電動工具について、図１４を参照しながら説明する。
　図１４は、電動工具のブロック構成を表している。この電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料などにより形成された工具本体９８の内部に、制御部９９と、電源１００とを備えている。この工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が稼働（回転）可能に取り付けられている。
　制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２以上の固体電池（図示せず）を含んでいる。この制御部９９は、図示しない動作スイッチの操作に応じて、電源１００からドリル部１０１に電力を供給するようになっている。
　＜６．第６実施形態（電子機器の構成例）＞
　本技術に係る第６実施形態の電子機器は、本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備え、電池モジュールから電力の供給を受ける電子機器である。上述したように、本技術に係る第６実施形態の電子機器は、電池モジュールを駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。本技術に係る第６実施形態の電子機器は、優れたメンテナンス性や優れた信頼性を有する本技術に係る第１実施形態の電池モジュールを備えているので、メンテナンス性能や電子機器の信頼性の向上につながる。
　以下に、本技術に係る第６実施形態の電子機器について、図１５を参照しながら説明する。
　本技術の第６実施形態に係る電子機器４００の構成の一例について説明する。電子機器４００は、電子機器本体の電子回路４０１と、電池パック３００とを備える。電池パック３００は、正極端子３３１ａおよび負極端子３３１ｂを介して電子回路４０１に対して電気的に接続されている。電子機器４００は、例えば、ユーザにより電池パック３００を着脱自在な構成を有している。なお、電子機器４００の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック３００を電子機器４００から取り外しできないように、電池パック３００が電子機器４００内に内蔵されている構成を有していてもよい。
　電池パック３００の充電時には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック３００の放電時（電子機器４００の使用時）には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、電子回路４０１の正極端子、負極端子に接続される。
　電子機器４００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えば、スマートフォンなど）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、撮像装置（例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、照明機器、玩具、医療機器、ロボットなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。具体例として、頭部装着型ディスプレイおよびバンド型電子機器を説明すると、頭部装着型ディスプレイは、画像表示装置、画像表示装置を観察者の頭部に装着するための装着装置、および画像表示装置を装着装置に取り付けるための取付け部材を備え、本技術に係る第１ないし第３実施形態の固体電池を駆動用の電源とした電子機器であり、バンド型電子機器は、バンド状に連結される複数のセグメントと、複数のセグメント内に配置される複数の電子部品と、複数のセグメント内の複数の電子部品を接続し、少なくとも１つのセグメント内に蛇行形状で配置されるフレキシブル回路基板と、を備え、上記電子部品として、本技術に係る第１ないし第３実施形態の固体電池が、上記セグメントに配される源電子機器である。
　電子回路４０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部などを備え、電子機器４００の全体を制御する。
　電池パック３００は、組電池３０１と、充放電回路３０２とを備える。組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続して構成されている。複数の二次電池３０１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図６では、６つの二次電池３０１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池３０１ａとしては、第１の実施形態またはその変形例に係る二次電池が用いられる。
　充電時には、充放電回路３０２は、組電池３０１に対する充電を制御する。一方、放電時（すなわち電子機器４００の使用時）には、充放電回路３０２は、電子機器４００に対する放電を制御する。
本技術は、上記各実施形態、各応用例に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において変更することが可能である。
１　電池モジュール
２　上部外装ケース
３　上部絶縁体
４　電池ユニット
５　下部絶縁体
６　下部外装ケース
７、８　屈曲部
２１　電池
２２、３１　電池収容部
２３　接続タブ
２４　Ｌ字曲げ部
２５　誘導溝
４１　ガス排出穴
１１０　コンテナ型蓄電システム
１１１　コンテナ
１１２　直流入出力盤

Claims (19)

  1. 　複数の電池を収容する電池収容部を有し、該電池収容部に収容された複数の電池間を接続タブで接続した電池ユニットと、
    　該電池ユニットを収容する外装体と、
    　該外装体および該電池ユニットの間に配置された絶縁体と、を備え、
    　該絶縁体は該外装体および該電池ユニットと接触し、該外装体と該電池ユニットとは該絶縁体を挟んで近接している、電池モジュール。
  2. 　前記外装体と前記電池ユニットとの間の近接距離は、０．４ｍｍ～０．８ｍｍである、請求項１に記載の電池モジュール。
  3. 　前記絶縁体は、前記接続タブの全面に配置されている、請求項１または請求項２に記載の電池モジュール。
  4. 　前記絶縁体は、前記電池ユニットの上面および下面に配置されている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  5. 　前記外装体は、前記電池ユニットの上面を覆う上部外装体と前記電池ユニットの下面を覆う下部外装体とを有する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  6. 　前記外装体の端部は、前記電池ユニットの方向に折り曲げられている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  7. 　前記電池収容部および前記接続タブは、絶縁板が配置された方向に突起を設けない、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  8. 　前記接続タブの端部には、電池収容部の凹部に勘合される、電池収容部側へ突起したＬ字曲げ部が形成されている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  9. 　前記外装体の内面は、前記絶縁体と接触する方向に湾曲している、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  10. 　前記絶縁体は、前記電池ユニットに接着またはネジ止めされている、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  11. 　前記電池収容部には、電極から発生した高温ガスを誘導する１または複数の誘導溝が設けられている、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電池モジュール。
  12. 　前記電池収容部には、前記誘導溝を通った高温ガスを外部へ排出するガス排出穴が設けられている、請求項１１に記載の電池モジュール。
  13. 　前記ガス排出穴は、電池ユニットの厚み方向中央部に形成されている、請求項１２に記載の電池モジュール。
  14. 　前記ガス排出穴は、断面形状が半円形状である、請求項１２または請求項１３に記載の電池モジュール。
  15. 　請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の電池モジュールを有する蓄電装置と、
    　該電池モジュールから入力された電力を所望の電力に変換する電力変換装置と、
    　該電池モジュールからの該電力変換装置に対する電力供給を制御する制御装置と、
    　該蓄電装置、該電力変換装置および該制御装置を収容するコンテナと、を備える、コンテナ型蓄電システム。
  16. 　請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の電池モジュールと、
    　該電池モジュールから電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する駆動力変換装置と、
    　該駆動力に応じて駆動する駆動部と、
    　車両制御装置と、を備える、車両。
  17. 　請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の電池モジュールを有する蓄電装置と、
    　該電池モジュールから電力が供給される電力消費装置と、
    　該電池モジュールからの該電力消費装置に対する電力供給を制御する制御装置と、該電池モジュールを充電する発電装置と、を備える、蓄電システム。
  18. 　請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の電池モジュールと、
    　該電池モジュールから電力が供給される可動部と、を備える、電動工具。
  19. 　請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の電池モジュールを備え、
    　該電池モジュールから電力の供給を受ける、電子機器。
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