特許ウォッチ

公開番号2024124143
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2023032111
出願日2023-03-02
発明の名称二次電池モジュール
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H01M 10/48 20060101AFI20240905BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】モジュールを形成する複数のセルがモジュールケース内で膨れる際に、セルの膨れが微小な段階であっても膨れを正確に検知する。
【解決手段】発電要素が内部に収容された外装容器、及び該外装容器に形成された端子を有する複数の二次電池セルと、絶縁性能を有し、複数の該二次電池セルを該二次電池セルの長側面が互いに向かい合うように並べて収容するケースと、該ケースに収容された複数の該二次電池セルのうち隣り合う二つの前記端子を電気的に接続するバスバーと、前記バスバーを介して前記二次電池セルと電気的に接続され前記二次電池セルの温度及び電圧を測定する監視装置と、前記外装容器の前記端子が形成された端子面を検知面とし、該端子面を介して前記二次電池セルの変形を検知する検知装置と、を備える二次電池モジュール。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
発電要素が内部に収容された外装容器、及び該外装容器に形成された端子を有する複数の二次電池セルと、
絶縁性能を有し、複数の該二次電池セルを該二次電池セルの長側面が互いに向かい合うように並べて収容するケースと、
該ケースに収容された複数の該二次電池セルのうち隣り合う二つの前記端子を電気的に接続するバスバーと、
前記バスバーを介して前記二次電池セルと電気的に接続され前記二次電池セルの温度及び電圧を測定する監視装置と、
前記外装容器の前記端子が形成された端子面を検知面とし、該端子面を介して前記二次電池セルの変形を検知する検知装置と、
を備える二次電池モジュール。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記検知装置は、前記端子面に接触し該端子面を介して前記二次電池セルの温度を測定しつつ、該端子面との該接触が外れることで該二次電池セルの変形を検知する、
請求項１に記載の二次電池モジュール。
【請求項３】
前記検知装置は、前記ケースに収容された複数の前記二次電池セルのうち、該ケース内の該二次電池セルの並ぶ方向における端位置に位置する該二次電池セルの変形を検知する、
請求項１又は２に記載の二次電池モジュール。
【請求項４】
前記検知装置は、前記監視装置と一体化されている請求項１又は２に記載の二次電池モジュール。
【請求項５】
前記検知装置を複数備え、
前記ケースに収容された複数の該二次電池セルのうちの一つについて、複数の前記検知装置が前記端子面を介して変形を検知し、
前記監視装置が、複数の前記検知装置のそれぞれの検知情報を総合して、前記二次電池セルの変形の有無を判断する、
請求項４に記載の二次電池モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池モジュールに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、複数の二次電池セル（以下、セルとする）をモジュールケースに並べて収容し、導電部材によって電気的に接続した二次電池モジュール（以下、モジュールとする）が知られている。該モジュールは、車両や電子機器、その他産業用の電源として用いられている。角柱型のセルの外装容器（セル缶）の材料は、例えばアルミが使用されており、モジュールは、充放電条件によってセルの内圧が上昇し、複数のセルが膨れる現象が起こる。また、モジュールにおいては、セル同士がセルの短手方向において近接して並べて配置されていることが多い。そして、上記セルの膨れは、モジュール内の全セルに略同時に発生して、経過とともにモジュールケースを破壊するほどの変形となるため、各セルの膨れを検知することが必要となる。
【０００３】
従来、モジュールを点検する作業者がセルの膨れをセルに巻かれたラベルの変化により判定する技術、個々のセルにバンドを取り付けて膨れに対する抑えの機能を持たせる技術、又はモジュールケース内においてセルを冷却する冷媒を循環させるファンの負荷の変化量からセルの膨れを推定する技術等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－９７３４号公報
特開２０１８－１５２１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、モジュールにおいては、複数のセルがケースに収容されているため、セルの膨れを、ラベルを介して目視により判定することは難しい。また、個々のセルに膨れ抑制のための金属製バンドを取り付けることは、セル及びモジュールの製造コストを押し上げる。また、セルを冷却する冷媒を循環させるファンの負荷の変化量からセルの膨れを推定する場合には、セルの膨れを検知できる箇所が限定されるとともに、誤検知も多く、且セルの冷却を行っていない場合にはセルの膨れを検知できない。
【０００６】
モジュールにおいては、複数のセルがモジュールケース内で例えば略同時に膨れる際に、セルの膨れが微小な段階から検知できるようにするという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本実施形態の二次電池モジュールは、発電要素が内部に収容された外装容器、及び該外装容器に形成された端子を有する複数の二次電池セルと、絶縁性能を有し、複数の該二次電池セルを該二次電池セルの長側面が互いに向かい合うように並べて収容するケースと、該ケースに収容された複数の該二次電池セルのうち隣り合う二つの前記端子を電気的に接続するバスバーと、前記バスバーを介して前記二次電池セルと電気的に接続され前記二次電池セルの温度及び電圧を測定する監視装置と、前記外装容器の前記端子が形成された端子面を検知面とし、該端子面を介して前記二次電池セルの変形を検知する検知装置と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本実施形態のモジュールの分解斜視図である。
図２は、本実施形態のモジュールにおける、セルとバスバーと検知装置との配置関係を説明するための斜視図である。
図３は、本実施形態のモジュールにおけるセルと監視装置との配置関係を説明するための斜視図である。
図４は、ケース内でセルが膨らむ前の状態を、セルの高さ方向に沿って切断して示す断面図である。
図５は、ケース内でセルが膨らんだ状態を、セルの高さ方向に沿って切断して示す断面図である。
図６は、モジュールにおける複数のセルの膨れる量の違いを、セルの短側面側から見て説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図１～図３を用いて二次電池モジュール１（以下、モジュール１とする）の例示的かつ模式的な実施形態を開示する。モジュール１は、組電池とも称される。
なお、以下の説明では、Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸直交座標系を用いる。Ｘ軸方向は、＋Ｘ方向と－Ｘ方向とを含む。Ｙ軸方向は、＋Ｙ方向と－Ｙ方向とを含む。Ｚ軸方向は、例えば上方向である＋Ｚ方向と、下方向である－Ｚ方向とを含む。図１～図３において、例えば、Ｘ軸Ｙ軸平面は水平面であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。
【００１０】
本実施形態のモジュール１は、複数の二次電池セル２（以下、セル２とする）と、絶縁性能を有し複数のセル２を収容するケース５と、ケース５に収容された複数のセル２のうち隣り合う二つの端子を電気的に接続するバスバー３と、バスバー３を介してセル２と電気的に接続されセル２の温度及び電圧を測定する監視装置４と、セル２の外装容器２０の端子面２０３を検知面とし、端子面２０３を介してセル２の変形を検知する検知装置６と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許