JP2004014171A

JP2004014171A - Sensor mounting structure and battery

Info

Publication number: JP2004014171A
Application number: JP2002162702A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Yamauchi; 山内　友和
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2004-01-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor mounting structure capable of detecting data such as the temperature of a battery with high precision, and a battery comprising such a sensor mounting structure. <P>SOLUTION: The sensor mounting structure 18 comprises a case 22 and a sensor storage case 25. The case 22 has an opening 27, and holds a power generating element inside. The power generating element includes current collector plates 24a, 24b, and a layered electrode body 19. The sensor storage case 25 is inserted into the opening 27 of the case 22 and connected to the case 22. The sensor storage case 25 is in contact with the current collector plate 24b of the power generating element in a direction different from the direction of insertion of the power generating element into the case 22. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、センサ取付構造および電池に関し、より特定的には、センサにおける温度などの検出精度を向上させることが可能なセンサ取付構造および電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電動機を駆動源とした電気自動車や、電動機とガソリンエンジンなど複数種類の駆動源を有する、いわゆるハイブリッドカーが実用化されてきている。このような電気自動車などには、電動機などにエネルギーである電気を供給するための電池が搭載されている。この電池としては、繰返し充放電が可能なニッカド電池（Ｎｉ−Ｃｄ電池）やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池が用いられる。
【０００３】
このような二次電池は、充放電に伴って発熱する。二次電池の温度が所定の範囲を超えて高くなるような場合、二次電池の特性が劣化する、あるいは寿命が短くなるなどの問題が発生する。したがって、二次電池の温度を温度センサなどで検出し、その検出温度に基づいて二次電池を冷却するといった制御が行なわれる。このような制御を正確に行なうためには、電池の温度を正確に検出する必要がある。
【０００４】
このように電池の温度を精度よく検出するため、従来からさまざまな構造が提案されている。たとえば、特開２００１−３５５４７公報には、電槽の内部に発電要素が収納された電池において、電槽の蓋体に有底の温度検出穴を設け、その温度検出穴の内部において、その底壁に付勢された状態で温度検出器（温度センサ）を配置する構造が開示されている。上記特開２００１−３５５４７公報では、温度検出穴の底壁（先端部）が発電要素に接触又は近接している。このような構造により、電池の温度検出を精度よく行なうことができるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開２００１−３５５４７公報に開示されたでは、蓋体に形成される温度検出穴の寸法ばらつきなどによって、温度検出穴の底壁（先端部）が発電要素に密着しない場合があった。このように温度検出穴の先端部が発電要素から離れて（間隙を介して）位置すると、発電要素に温度検出穴の先端部が密着している場合より、発電要素の熱が温度検出穴の先端部に伝わり難くなる。このため、温度検出穴の内部に配置された温度センサにより検出される発電要素の温度データの精度（検出精度）が劣化する場合があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、電池の温度などのデータを高い精度で検出することが可能なセンサ取付構造およびそのようなセンサ取付構造を備えた電池を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に従ったセンサ取付構造は、電槽とセンサケースとを備える。電槽は、センサ取付用開口部が形成され、内部に発電要素を保持する。センサケースは、電槽のセンサ取付用開口部に挿入されるとともに、電槽と接続されている。センサケースは、発電要素を電槽の内部に挿入する挿入方向とは異なる方向から発電要素と接触している。
【０００８】
このようにすれば、電槽とは独立した部材としてセンサケースを備えるので、予め電槽内に発電要素を配置した上で、センサ取付用開口部にセンサケースを装入、固定することができる。このとき、センサケースの先端部が発電要素の表面に接触して、その表面に押圧された状態で、センサケースを電槽に接続できる。したがって、センサケースを発電要素に確実に接触させることができる。このため、発電要素の熱は直接センサケースに伝わるので、センサケース内にたとえば温度センサを配置すれば、高い精度で発電要素の温度を測定できる。
【０００９】
上記センサ取付構造において、センサケースと電槽とは、熱溶着することにより接続固定されていてもよい。
【００１０】
この場合、たとえば電槽とセンサケースとを樹脂により構成し、センサケースを発電要素に押圧した状態で、センサケースと電槽との接触部を加熱すれば、この接触部を溶融させて熱溶着部とすることができる。この結果、センサケースを確実に発電要素と接触させた状態とすることができるとともに、センサ取付用開口部をセンサケースと電槽との接続部（熱溶着部）により封止することができる。
【００１１】
上記センサ取付構造において、センサケースは、センサ保持部材とカバー部材とを含んでいてもよい。センサ保持部材は、電槽のセンサ取付用開口部に挿入され、センサを配置するための凹部を有していてもよい。カバー部材は、センサ保持部材が挿入されたセンサ取付用開口部を覆うとともに電槽の表面上にまで延在し、センサ保持部材の凹部につながる貫通孔を有していてもよい。カバー部材は、電槽と接続固定されるとともに、センサ保持部材と接続固定されていてもよい。
【００１２】
この場合、センサ保持部材を発電要素に接触させる、あるいは固定する工程を実施した後、カバー部材をセンサ保持部材および電槽と接続固定することができる。このため、センサ保持部材を電槽に接続固定する工程を考慮することなく、センサ保持部材を発電要素に接触・固定させる接続部の構造を選択できる（接続部の構造について選択の自由度を大きくできる）。たとえば、センサ保持部材と発電要素とをネジ構造などで確実に固定した後、カバー部材をセンサ保持部材と電槽とに接続固定することで、センサ取付用開口部をカバー部材で封止することができる。
【００１３】
上記センサ取付構造において、カバー部材と電槽およびセンサ保持部材とは熱溶着することにより接続固定されていてもよい。
【００１４】
この場合、カバー部材とセンサ保持部材および電槽との間の接続部を熱溶着することで、シール性に優れた接続部を形成できる。したがって、センサ取付用開口部から電槽の外部に発電要素を構成する電解液などが漏れる危険性を低減できる。
【００１５】
また、この発明に従ったセンサ取付構造は、電槽とセンサケースとを備える。電槽は収納部材と蓋体とを含む。収納部材は発電要素を保持するものである。蓋体は、発電要素を収納部材の内部に挿入するため収納部材に形成された挿入口を覆うものである。蓋体にはセンサ取付用開口部が形成されている。センサケースは、センサ取付用開口部に挿入されるとともに、蓋体と接続されている。センサケースは、電槽を構成する収納部材の内部に発電要素を挿入する挿入方向と同じ方向から前記発電要素と接触している。
【００１６】
このようにすれば、電槽を構成する蓋体とは独立した部材としてセンサケースを備えるので、予め電槽内（収納部材の内部）に発電要素を配置した上で、センサ取付用開口部にセンサケースを装入、固定することができる。このとき、センサケースの先端部が発電要素の表面に押圧され接触した状態で、センサケースを蓋体に接続できる。したがって、センサケースを発電要素に確実に接触させることができる。このため、センサケース内にたとえば温度センサを配置すれば、発電要素の熱は直接センサケースを介して温度センサに伝わるので、高い精度で発電要素の温度を測定できる。
【００１７】
上記センサ取付構造において、センサケースと蓋体とは熱溶着することにより接続固定されていてもよい。
【００１８】
この場合、たとえば蓋体とセンサケースとを樹脂により構成し、センサケースを発電要素に押圧した状態で、センサケースと蓋体との接触部を加熱すれば、この接触部を溶融させて熱溶着部とすることができる。この結果、センサケースを確実に発電要素と接触させた状態とすることができるとともに、センサ取付用開口部をセンサケースと蓋体との接続部（熱溶着部）により封止することができる。
【００１９】
上記センサ取付構造において、センサケースは、センサ保持部材とカバー部材とを含んでいてもよい。センサ保持部材は、蓋体のセンサ取付用開口部に挿入され、センサを配置するための凹部を有していてもよい。カバー部材は、センサ保持部材が挿入されたセンサ取付用開口部を覆うとともに蓋体の表面上にまで延在し、センサ保持部材の凹部につながる貫通孔を有していてもよい。カバー部材は、蓋体と接続固定されるとともに、センサ保持部材と接続固定されていてもよい。
【００２０】
この場合、センサ保持部材を発電要素に接触させる、あるいは固定する工程を実施した後、カバー部材をセンサ保持部材および蓋体と接続固定することができる。このため、センサ保持部（センサケース）を蓋体に接続固定する工程を考慮することなく、センサ保持部材を発電要素に接触・固定させる接続部の構造を選択できる。たとえば、センサ保持部と発電要素とをネジ構造などで確実に固定した後、カバー部材をセンサ保持部と蓋体とに接続固定することで、センサ取付用開口部をカバー部材で封止することができる。
【００２１】
上記センサ取付構造では、発電要素において、前記センサケースが接触する表面の部分にはガイド用凸部が形成されていてもよい。ガイド用凸部はセンサケースを案内するためのものであってもよい。
【００２２】
この場合、センサ取付用開口部にセンサケースを挿入し、センサケースの先端部を発電要素に押圧する際、センサケースをガイド用凸部により案内できる。そのため、センサケースの先端部が発電要素の表面において接触する領域の位置を正確に決定できる。
【００２３】
上記センサ取付構造において、センサケースは、発電要素との接触部において発電要素に固着していてもよい。
【００２４】
この場合、センサケースと発電要素とが互いに固着した領域を介して発電要素の熱がセンサケースへ確実に伝わる。そのため、センサケース内に温度センサなどを配置することで、発電要素の温度を精度よく測定することができる。
【００２５】
また、発電要素とセンサケースとが固着しているので、電槽に衝撃や応力などが加えられても、センサケースと発電要素とが分離することを防止できる。したがって、センサケースと発電要素とが離れることによる温度測定の精度低下が起きる可能性を低減できる。
【００２６】
上記センサ取付構造では、上記接触部において、センサケースの表面にケース側ネジ溝が形成されていてもよく、かつ、発電要素の表面に発電要素側ネジ溝が形成されていてもよい。センサケースと発電要素とは、ケース側ネジ溝と発電要素側ネジ溝とが係合することにより固定されていてもよい。
【００２７】
この場合、ネジ構造によりセンサケースと発電要素とを確実に固着できる。
上記センサ取付構造において、発電要素は、積層された複数の電極板と、複数の電極板が接続された集電板とを含んでいてもよい。センサケースは集電板の表面と接触していてもよい。また、センサケースは集電板の表面と固着されていることが好ましい。
【００２８】
この場合、発電要素を構成する集電板は比較的剛性の高い材料により構成されるので、センサケースを発電要素の集電板に押圧して固定する際、発電要素側が変形してセンサケースと発電要素との間に間隙が形成されるといった危険性を低減できる。
【００２９】
上記センサ取付構造において、センサ保持部材の内部に温度センサが保持されていてもよい。
【００３０】
この場合、温度センサにより発電要素の温度を精度よく測定できる。
この発明に従った電池は、上記センサ取付構造を備えるものである。
【００３１】
このようにすれば、高い精度で温度などのデータを測定することが可能な電池を容易に実現できる。したがって、電池において上述のように高い精度で測定された温度データに基づいて、電池の温度制御を正確に行なうことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、本発明によるセンサ取付構造を適用した電池モジュールの実施の形態１を含む電池パックの斜視模式図である。図２は、図１に示した電池パックを含む電池システムを用いた自動車のブロック図である。図３は、図１に示した電池パックの展開模式図である。図４は、図１に示した電池パックの一部であるモジュール集合体を構成する本発明による電池モジュールの斜視模式図である。図５は、図４の線分Ｖ−Ｖにおける部分断面模式図である。図６は、図５に示した電池モジュールのセンサ取付部の拡大断面模式図である。図１〜図６を参照して、本発明によるセンサ取付構造を適用した電池モジュールの実施の形態１を含む電池システムを説明する。
【００３４】
本発明による電子システムは、自動車の車両に搭載される電子システムであって、図１に示すような電池パック５と、この電池パック５に冷却風を供給するためのファンおよび冷却風を自動車の外部へと排出する排気ダクト、電池システムのメンテナンスなどのために用いられる安全装置、さらには電池システムを制御するためのバッテリコンピュータなどを備える。
【００３５】
図２に示すように、本発明による電子システムを適用した自動車１は、制御部２と、本発明による電池システムを含む電池部３と、駆動部４とを備える。制御部２は電池部３および駆動部４を制御する。駆動部４は、電池部３から供給される電流によって駆動するモータなどの電動機以外に、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を備えていてもよい。すなわち、自動車１には、電池部３から供給される電流によって駆動するモータなどの電動機のみを駆動源とする電気自動車のみではなく、駆動源としてガソリンエンジンなど電動機以外の駆動手段を備えたいわゆるハイブリッドカーも含まれる。
【００３６】
図１に示した電池パック５は、図３に示すように、バッテリカバー６およびロワーケース１２からなる電池パック外装部材の内部に、モジュール集合体１１が収容された構造となっている。モジュール集合体１１は複数の電池モジュール１７を積層して形成されている。なお、積層された電池モジュール１７の間には、図示していないが冷却風を流通させることができるように、冷却風流路としての間隙が形成されている。電池モジュール１７としては、たとえばニッケル−水素電池などの二次電池を用いることができる。電池としての電池モジュール１７は、いわゆる角型平板状の外形を有している。
【００３７】
電池モジュール１７は複数の電池セルを含む。具体的には、図４に示すように、電池モジュール１７は、ケース２２と蓋体２３とからなる電槽としてのモジュールケースと、このモジュールケースの内部に配置され、隔壁により仕切られた６つの電池セル２１ａ〜２１ｆとを備える。電槽としてのケース２２および蓋体２３からなるモジュールケースの材料としては樹脂を用いることができる。ケース２２の長軸方向における端面上には、端子１６が形成されている。また、ケース２２の上記端面上には、端子１６下に位置する部分にセンサ取付構造としてのセンサ取付部１８が形成されている。なお、センサ取付部１８の構造については後述する。
【００３８】
また、ケース２２の側面上には電池モジュール１７の間に冷却風流路としての間隙を形成するための突起部２０が形成されている。電池モジュール１７を積層したモジュール集合体１１（図３参照）では、電池モジュール１７の突起部２０同士が当接することにより、電池モジュール１７の間に間隙が形成される。なお、図４では排気端子１５（図５参照）の図示を省略するとともに、電池セル２１ａ〜２１ｆを説明するためにケース２２および蓋体２３の一部を除去した状態を示している。
【００３９】
電池モジュール１７に含まれる電池セル２１ａ〜２１ｆは、それぞれ基本的に同様の構造を備える。以下、電池セル２１ａを例として説明する。電池セル２１ａは、たとえばシート状の複数の電極部材をセパレータによって絶縁状態として相互に重ねて構成された積層電極体１９と、積層電極体１９を挟むように配置された１対の集電板２４ａ、２４ｂ（図５参照）とからなる。なお、積層電極体１９には電解液が含浸あるいは注入されている。
【００４０】
積層電極体１９においては、正極となる電極部材と、負極となる電極部材とが交互に積層されている。正極となる電極部材の端部は、一括して一方の集電板２４ｂに接続されている。また、負極となる電極部材の端部は、一括して他方の集電板２４ａに接続される。この結果、正極となるすべての電極部材と一方の集電板２４ｂとが電気的に接続された状態となる。また、負極となるすべての電極部材と他方の集電板２４ａとが電気的に接続された状態となる。
【００４１】
そして、図５に示すように、集電板２４ｂの上部において、集電板２４ｂに接続するように端子１６が配置されている。また、集電板２４ａの上部においては、隔壁を介して隣接する電池セル２１ｂ（図４参照）の一方の集電板と集電板２４ａとが電気的に接続されている。また、他の電池セル２１ｂ〜２１ｆ（図４参照）の間は図５に示した集電板２４ａと隣接する電池セル２１ｂの一方の集電板との接続部と同様の構造によって電気的に接続される。この結果、電池モジュール１７（図４参照）に含まれる電池セル２１ａ〜２１ｆ（図４参照）は電気的に直列接続されている。なお、電池セル２１ａ〜２１ｆを構成する積層電極体１９（図５参照）および集電板２４ａ、２４ｂからなる発電要素の構成は、上述したような構成に限らず他の構成であってもよい。
【００４２】
そして、電池モジュール１７の端面上には、既に述べたように端子１６下に位置する部分にセンサ取付部１８が配置されている。センサ取付部１８は、図５に示すように電池モジュール１７のケース２２の端部に位置する側壁に形成された開口部２７と、このセンサ取付用開口部としての開口部２７に嵌め込まれたセンサ収納ケース２５とからなる。ケース２２の側壁に形成された開口部２７の平面形状は円形状である。そして、この開口部２７に挿入されたセンサケースとしてのセンサ収納ケース２５は樹脂製であって、底壁を有する円筒状の形状を有している。なお、センサ収納ケース２５は、ケース２２と同じ材料により構成されることが好ましい。
【００４３】
センサ収納ケース２５には、中心軸に沿って延びるように形成された開口部２９が形成されている。図６に示すように、センサ収納ケース２５の底壁５３は、電池セル２１ａ（図５参照）の集電板２４ｂの側面に押圧され接触した状態で配置されている。センサ収納ケース２５の一方端部（集電板２４ｂと接触する底壁２５が位置する領域（先端部）とは反対側に位置する領域）には、開口部２９が延びる方向に対して放射方向に延びるようにフランジ部５４が形成されている。フランジ部５４の外周部とケース２２における開口部２７の上縁部２８とは、熱溶着部２６を介して接続固定されている。
【００４４】
なお、ケース２２にセンサ収納ケース２５を取付ける工程としては、たとえば次に述べるような工程を用いることができる。以下、図７に基づいてセンサ収納ケース２５をケース２２に取付ける工程を簡単に説明する。図７は、センサ収納ケースを電池モジュールのケースへと取付ける工程を説明するための部分断面模式図である。
【００４５】
図７に示すように、まず開口部２７が形成された電池モジュール１７（図４参照）のケース２２を準備する。ケース２２では、開口部２７を囲むように、ケース２２の側壁から外側に突出した上縁部２８が形成されている。
【００４６】
そして、このケース２２の内部に積層電極体１９および集電板２４ａ、２４ｂ（図５参照）からなる発電要素を配置する。具体的には、積層電極体１９を含む発電要素を図５の矢印５５に示す方向からケース２２の内部へと挿入する。その後、図７に示すように、矢印３１により示した方向から、センサ収納ケース２５をケース２２の開口部２７へと挿入する。この結果、ケース２２における開口部２７の上縁部２８と、センサ収納ケース２５のフランジ部５４の外縁部３０とが接触する。そして、さらにセンサ収納ケース２５を矢印３１に示した方向に押圧しながら、センサ収納ケース２５の外縁部３０とケース２２の開口部２７における上縁部２８との接触部を加熱する。このようにして、熱溶着部２６（図６参照）を形成しながら、センサ収納ケース２５の先端部の底壁５３が集電板２４ｂの表面３２に接触するまで、センサ収納ケース２５を矢印３１に示した方向に移動させる。
【００４７】
この結果、ケース２２の内部において、積層電極体１９（図５参照）をケース２２（図５参照）の内部に挿入する挿入方向である矢印５５（図５参照）により示す方向とは異なる方向から、センサ収納ケース２５の底壁５３が集電板２４ｂの表面３２に押圧される。そして、この状態で、熱溶着部２６（図５参照）を形成できる。センサ収納ケース２５とケース２２とは熱溶着部２６によって接続固定される。
【００４８】
このように、図７の矢印３１で示した方向にセンサ収納ケース２５が押圧された状態で熱溶着部２６（図６参照）が形成されているので、センサ収納ケース２５の底壁５３と集電板２４ｂの表面とが確実に接触した状態で、センサ収納ケース２５をケース２２へと固定することができる。
【００４９】
そして、図６に示すように、センサ収納ケース２５に形成された開口部２９の内部に温度センサ１３を挿入する。このようにすれば、積層電極体１９および集電板２４ａ、２４ｂ（図５参照）からなる発電要素の温度を、集電板２４ｂ、センサ収納ケース２５の底壁５３を介して温度センサ１３により精度よく検出することができる。
【００５０】
つまり、電槽を構成するケース２２（図５参照）とは独立した部材としてセンサ収納ケース２５（図５参照）を備えるので、予めケース２２内に発電要素である積層電極体１９（図５参照）および集電板２４ａ、２４ｂを配置した上で、センサ取付用開口部としての開口部２７にセンサ収納ケース２５を装入、固定することができる。このとき、センサ収納ケース２５の先端部が集電板２４ｂの表面に接触・押圧された状態で、センサ収納ケース２５をケース２２に接続できる。したがって、センサ収納ケース２５を集電板２４ｂに確実に接触させることができる。このため、温度センサ１３（図５参照）により、高い精度で積層電極体１９および集電板２４ａ、２４ｂなどからなる発電要素の温度を測定できる。
【００５１】
また、上述のような工程により、図６に示すようにセンサ収納ケース２５の底壁５３は集電板２４ｂの表面に押圧された状態となるので、センサ収納ケース２５の底壁５３と集電板２４ｂの表面３２（図７参照）との間に間隙が形成されるといった危険性を低減できる。したがって、確実に積層電極体１９の温度（すなわち電池セル２１ａの温度）を高精度で検出することができる。
【００５２】
また、センサ収納ケース２５とケース２２とは、熱溶着部２６において熱溶着することにより接続固定されている。そのため、図７に示したような工程により、センサ収納ケース２５を確実に集電板２４ｂと接触させた状態とすることができるとともに、開口部２７をセンサ収納ケース２５とケース２２との接続部（熱溶着部２６）により封止することができる。
【００５３】
また、集電板２４ｂは、比較的剛性の高い材料から構成されているので、センサ収納ケース２５を集電板２４ｂに押圧してケース２２と固定する際、集電板２４ｂ側が変形してセンサ収納ケース２５と集電板２４ｂとの間に間隙が形成されるといった危険性を低減できる。
【００５４】
上述したようなセンサ取付部１８（図４参照）を有する電池モジュール１７（図４参照）を積層して、図３に示すようなモジュール集合体１１は構成されている。なお、モジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７のすべてについて上述したようなセンサ取付部１８（図４参照）を形成してもよいが、図３に示すようにモジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７のうちの一部のみについて、図３に示すようにセンサ取付部を形成してもよい。
【００５５】
そして、本発明によるセンサ取付部１８（図４参照）を有する電池モジュール１７（図３参照）を含む電池パック５では、図３に示すように、上述のような電池モジュール１７により構成されるモジュール集合体１１の両端部に拘束プレート１０ａ、１０ｂが配置されている。拘束プレート１０ａ、１０ｂは、拘束パイプ８ａ、８ｂにより互いに接続固定されている。なお、拘束プレート１０ａ、１０ｂはロワーケース１２に固定されている。また、個々の電池モジュール１７もロワーケース１２に固定されている。
【００５６】
そして、モジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７のそれぞれの側面（端面）上には、上述のように電池モジュール１７へと電流の入出力を行なうための端子１６が形成されている。この電池モジュール１７の端子１６を互いに接続するため、モジュール集合体１１の側面上にはバスバーモジュール９ａ、９ｂが配置されている。バスバーモジュール９ａ、９ｂが電池モジュール１７のそれぞれの端子１６に接続されることにより、モジュール集合体１１では電池モジュール１７が互いに電気的に直列接続される。
【００５７】
そして、モジュール集合体１１の側面においては、端子１６下に位置する領域において、上述したセンサ取付部１８に挿入固定される温度センサ１３およびハーネスが配置されている。また、モジュール集合体１１の上部表面上には、電池モジュール１７から排気される水素ガスなどを排出するための安全弁を内蔵した排気端子１５が形成されている。この排気端子１５上には、排気端子１５と接続され、電池モジュール１７から排出される水素ガスなどを電池パック５の外部へと排出するための排気ホース７が設置されている。なお、モジュール集合体１１の上部表面とバッテリカバー６との間には冷却風流路となる間隙が形成されている。また、モジュール集合体１１の下部表面とロワーケース１２との間にも、冷却風流路となる間隙が形成されている。
【００５８】
本発明による電池システムでは、上述した温度センサ１３によって検出される電池モジュール１７の温度の測定結果に応じて、モジュール集合体１１の温度を所定の範囲に保持するため、モジュール集合体１１へブロアファンなどを用いて冷却風が供給される。冷却風の供給方法としては、図１に示すようにモジュール集合体１１（図３参照）の上部表面側から下部表面側へと矢印１４で示した方向に冷却風を流してもよい（つまり、上述したモジュール集合体１１の上部表面とバッテリカバー６との間に形成された間隙に冷却風を供給し、この間隙からモジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７の間の間隙を介してモジュール集合体１１の下部表面とロワーケース１２（図３参照）との間に形成された間隙へと冷却風を流してもよい）。なお、このロワーケース１２（図３参照）とモジュール集合体１１（図３参照）の下部表面との間の間隙から電池パック５の外部へと冷却風を排出してもよい。
【００５９】
また、図１の矢印１４に示した方向とは逆向き、すなわちモジュール集合体１１の下部表面側から上部表面側へと冷却風を流してもよい。すなわち、モジュール集合体１１の下部表面とロワーケース１２との間の間隙に冷却風を供給し、このモジュール集合体１１の下側の間隙からモジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７の間の間隙を介してモジュール集合体１１の上部表面とバッテリカバー６との間の間隙へと冷却風を流してもよい。そして、このモジュール集合体１１の上部表面側の間隙から電池パック５の外部へと冷却風を排出してもよい。
【００６０】
なお、上述のようにモジュール集合体１１においては、電池モジュール１７（図４参照）の側面に形成された突起部２０（図４参照）により電池モジュール１７の間に冷却風流路として作用する間隙が形成される。そのため、冷却風はモジュール集合体１１における電池モジュール１７の間の間隙を介して、モジュール集合体１１の上部表面側から下部表面側へ、あるいは下部表面側から上部表面側へと流通することができる。
【００６１】
図８は、図１〜図７に示した電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態１の第１の変形例を示す部分拡大断面模式図である。図８を参照して、本発明による電池モジュールの実施の形態１の第１の変形例を説明する。なお、図８は図６に対応する。
【００６２】
図８に示したように、電池モジュールにおけるセンサ取付構造としてのセンサ取付部１８は、基本的には図１〜図７に示した電池システムにおけるセンサ取付構造１８（図６参照）と同様の構造を備えるが、センサ収納ケース２５の先端部（底壁５３）が接触する集電板２４ｂの表面の構造が異なる。すなわち、図８に示した電池システムの電池モジュールにおけるセンサ取付部１８では、集電板２４ｂの表面においてセンサ収納ケース２５の底壁５３が接触する部分を囲むようにガイドフックとして作用する突起部３３が形成されている。センサ収納ケース２５の先端部（底壁５３）は、このガイド用凸部としての突起部３３によって囲まれた領域である凹部５６に挿入された状態となっている。
【００６３】
このようにしても、図１〜図７に示した電池モジュールにおけるセンサ取付部１８（図６参照）と同様の効果を得ることができる。さらに、このようなガイド部材として作用する突起部３３が形成されていることから、センサ収納ケース２５をケース２２へと取付ける際に、集電板２４ｂの表面の所定の領域（凹部５６）へとセンサ収納ケース２５の先端部（底壁５３が形成された端部）を確実に案内することができる。
【００６４】
図９は、図１〜図７に示した電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態１の第２の変形例を示す斜視模式図である。図１０は、図９の線分Ｘ−Ｘにおける部分断面模式図である。図９および図１０を参照して、本発明による電池モジュールの実施の形態１の第２の変形例を説明する。なお、図９は図４に対応する。また、図１０は、図９に示した電池モジュール１７の線分Ｘ−Ｘにおける水平方向での部分断面模式図となっている。
【００６５】
図９および図１０に示すように、本発明による電池モジュールの実施の形態１の第２の変形例は、基本的には図１〜図７に示した電池システムに含まれる電池モジュール１７（図４参照）と同様の構造を備えるが、電池モジュール１７（図９参照）におけるセンサ取付部１８の位置が異なっている。すなわち、図９に示した電池モジュール１７では、電池モジュール１７の側面（突起部２０が形成されいる側面）にセンサ取付部１８が配置されている。図１０から分かるように、センサ取付部１８の構造は、基本的には図１〜図７に示した電池システムにおける電池モジュールのセンサ取付部１８（図６参照）の構造と同様である。ただし、図１０に示すように、センサ収納ケース２５の先端部（底壁５３が位置する端部）は、積層電極体１９において電極部材３６、３７およびセパレータ３８が積層された積層方向とほぼ同じ方向から積層電極体１９に接触するように配置されている。つまり、積層電極体１９の最外周側に位置する電極部材３６の表面５２にセンサ収納ケース２５の先端部（底壁５３が位置する端部）は押圧されて接触している。
【００６６】
このようにしても、図１〜図７に示した電池モジュールと同様の効果を得ることができる。
【００６７】
なお、図１０から分かるように、積層電極体１９および集電板２４ａ、２４ｂからなる発電要素は、ケース２２の内部を隔壁３５によって仕切ることにより形成されたセル配置室３４の内部に配置されている。積層電極体１９において、負極として作用する電極板としての電極部材３６は集電板２４ｂにその端部が接続されている。また、正極として作用する電極板としての電極部材３７は、その端部が集電板２４ａに接続されている。これらの電極部材３６、３７は、セパレータ３８を介して交互に積層配置されている。
【００６８】
また、センサ取付部１８は、図１〜図７に示したような電池モジュール（図４参照）の端面、あるいは図９に示した電池モジュール１７の側面に配置してもよいが、電池モジュール１７を構成するケース２２（図９参照）の表面のうち、上述した領域以外のどの部分に配置してもよい。たとえば、ケース２２の底壁面、あるいは図９においてセンサ取付部１８が設置されている側面と反対側に位置する側面、あるいは図９において端子１６が示されている端面と反対側に位置する端面などに配置してもよい。
【００６９】
（実施の形態２）
図１１は、本発明による電池モジュールの実施の形態２を説明するための部分断面模式図である。図１１は、本発明による電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態２において、センサ取付部１８を拡大して示したものである。図１２は、図１１に示したセンサ取付部１８の構造を説明するための分解図である。図１１および図１２を参照して、本発明による電池モジュールの実施の形態２を説明する。
【００７０】
図１１および図１２を参照して、本発明による電池モジュールの実施の形態２は、基本的には図１〜図７に示した電池システムに含まれる電池モジュール１７（図４参照）と同様の構造を備えるが、電池モジュール１７（図４参照）の端面に配置されたセンサ取付部１８の構造が異なる。すなわち、図１１に示した電池モジュールのセンサ取付部１８では、集電板２４ｂの表面にネジ穴４５が形成されている。ネジ穴４５の側壁には発電要素側ネジ溝としてのネジ溝が形成されている。また、センサ保持部材としてのセンサ収納部材４０の先端部のネジ溝部４６における表面には、ケース側ネジ溝としてのネジ溝が形成されている。そして、このネジ穴４５に、センサ収納部材４０の先端部のネジ溝部４６（図１２参照）がねじ込まれて固着されている（つまり、センサ収納部材４０と集電板２４ｂとは、ネジ溝部４６に形成されたネジ溝とネジ穴４５の側壁に形成されたネジ溝とが係合することにより固定されている）。そして、センサ収納部材４０は、ケース２２に形成された開口部２７に挿入された状態となっている。なお、センサ収納部材４０は、底壁を有する円筒形状の部材である。
【００７１】
そして、ケース２２の開口部２７の上縁部２８およびセンサ収納部材４０の上端部４９（図１２参照）とそれぞれ熱溶着部４１ａ、４１ｂにより接続固定されたカバー部材３９が配置されている。カバー部材３９は開口部２７を覆うように配置されている。カバー部材３９のほぼ中央部には、貫通孔としての開口部４３が形成されている。カバー部材３９の開口部４３は、センサ収納部材４０の凹部としての開口部４２と重なる位置に配置されている。カバー部材３９とセンサ収納部材４０とからセンサ収納ケース（センサケース）が構成される。
【００７２】
このような構造のセンサ取付部１８によっても、図１〜図７に示した電池システムの電池モジュールにおけるセンサ取付部１８（図６参照）と同様の効果を得ることができる。また、センサ収納部材４０のネジ溝部４６を集電板２４ｂのネジ穴４５にねじ込んで固定しているので、センサ収納部材４０と集電板２４ｂとを確実に固定することができる。
【００７３】
このようにすれば、センサケースとしてのセンサ収納部材４０と発電要素を構成する集電板２４ｂとが互いに固着した領域を介して、発電要素の熱がセンサ収納部材４０へ確実に伝わる。そのため、センサ収納部材４０内に温度センサ１３（図１１参照）を配置することで、発電要素の温度を精度よく測定することができる。
【００７４】
また、集電板２４ｂとセンサ収納部材４０とがネジ構造によって固着しているので、電池モジュールを構成するケース２２に衝撃や応力などが加えられても、センサ収納部材４０と集電板２４ｂとが分離することを防止できる。
【００７５】
なお、図１１に示したセンサ取付部１８は、以下のような方法により製造することができる。すなわち、図１２に示すように、まず開口部２７が形成されたケース２２を準備する。このケース２２の内部に集電板２４ｂおよび積層電極体１９を含む発電要素を挿入する。そして、センサ収納部材４０を開口部２７の内部に挿入する。さらに、センサ収納部材４０の先端部のネジ溝部４６を集電板２４ｂのネジ穴４５へとねじ込んで固定する。
【００７６】
その後、センサ収納部材４０の上端部４９（図１２参照）およびケース２２の開口部２７における上縁部２８（図１２参照）に接触するようにカバー部材３９を配置する。そして、カバー部材３９と上縁部２８および上端部４９とを熱溶着する。この結果、カバー部材３９の端部４７（図１２参照）とケース２２の開口部２７における上縁部２８との間に熱溶着部４１ａ（図１１参照）が形成される。また、カバー部材３９の内周部４８（図１２参照）とセンサ収納部材４０の上端部４９（図１２参照）との間に熱溶着部４１ｂ（図１１参照）が形成される。この結果、カバー部材３９によりケース２２の内部の空間（積層電極体１９などが配置された空間）を、ケース２２の外部に対して密閉することができる。その後、カバー部材３９の開口部４３を介してセンサ収納部材４０の開口部４２の内部へと温度センサ１３を挿入固定する。このようにして、図１１に示すセンサ取付部１８を製造することができる。
【００７７】
このように、センサ収納部材４０とは別部材であるカバー部材３９を用いるので、集電板２４ｂのネジ穴４５（図１２参照）へとセンサ収納部材４０のネジ溝部４６（図１２参照）をねじ込む工程を行なった後に、ケース２２の開口部２７を封止するためカバー部材３９をケース２２およびセンサ収納部材４０と熱溶着する工程を行なうことができる。すなわち、温度センサ１３（図１１参照）が収納されるセンサ収納部材４０を確実に集電板２４ｂに接続固定すると同時に、開口部２７のシール性を確保することができる。また、開口部２７を封止する工程とは独立して、センサ収納部材４０を集電板２４ｂに固着させる工程を実施するので、上記封止する工程とは無関係にセンサ収納部材４０と集電板２４ｂとの接合構造を選択できる。
【００７８】
また、カバー部材３９とセンサ保持部材としてのセンサ収納部材４０および電槽としてのケース２２との間の接続部を熱溶着部４１ａ、４１ｂとすることで、シール性に優れた接続部を形成できる。したがって、開口部２７からケース２２の外部に発電要素を構成する電解液などが漏れる危険性を低減できる。
【００７９】
なお、収納部材４０と集電板２４ｂとの固定部の構造としては、ネジ構造以外のどのような固定方法を用いてもよい。たとえば、集電板２４ｂの表面に凹部を形成しておき、この凹部に収納部材４０の先端部を嵌め込んで固定してもよい。
【００８０】
また、図１１および図１２に示したセンサ取付部１８は、ケース２２の他の壁面に配置してもよい。
【００８１】
（実施の形態３）
図１３は、本発明による電池モジュールの実施の形態３を示す部分断面模式図である。図１３は、本発明による電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態３に含まれる１つの電池セルを示している。図１３を参照して、本発明による電池モジュールの実施の形態３を説明する。なお、図１３は図５に対応する。
【００８２】
本発明による電池モジュールの実施の形態３は、基本的には図１〜図７に示した電池システムに含まれる電池モジュールと同様の構造を備えるが、電池モジュール１７（図４参照）におけるセンサ取付部１８（図４参照）の位置が異なる。すなわち、図１３に示した電池システムでは、電池モジュール１７のモジュールケースを構成する蓋体２３にセンサ取付用開口部としての開口部５０が形成され、この開口部５０にセンサケースとしてのセンサ収納ケース２５が挿入されている。センサ収納ケース２５と蓋体２３とは、熱溶着部２６によって接続固定されている。熱溶着部２６は、センサ収納ケース２５の外縁部３０と蓋体２３の開口部５０の上縁部２８との間に形成されている。
【００８３】
センサ収納ケース２５の先端部は、積層電極体１９の電極部材などの上部表面５１に押圧して接触するように配置されている。つまり、センサ収納ケース２５は、ケース２２の内部に積層電極体１９を挿入する挿入方向と同じ方向から積層電極体１９と接触している。
【００８４】
図１３に示したセンサ取付部１８では、図１〜図７に示した電池システムを構成する電池モジュールにおけるセンサ取付部１８（図６参照）と同様に、センサ収納ケース２５を蓋体２３の開口部５０に挿入して、積層電極体１９の上部表面５１へと押圧した状態でセンサ収納ケース２５の外縁部３０と蓋体２３の開口部５０における上縁部２８との間を熱溶着している。この結果、図１〜図７に示した電池システムにおけるセンサ取付部１８（図６参照）と同様に、センサ収納ケース２５の先端分は積層電極体１９の上部表面５１に確実に接触する。このようにしても、温度センサ１３によって積層電極体１９の温度を精度よく測定することができる。つまり、図１〜図７に示した電池モジュールと同様の効果を得ることができる。
【００８５】
また、図１３に示したセンサ収納ケース２５に代えて、図１１に示したセンサ保持部材としてのセンサ収納部材４０（図１１参照）およびカバー部材３９（図１１参照）を用いてもよい（つまり、図１３のセンサ取付部１８の構造として、図１１に示したセンサ取付部１８の構造を適用してもよい）。この場合、センサ収納部材４０（図１１参照）を開口部５０の内部に挿入するとともに、その先端部を積層電極体１９（図１３参照）の上部表面に接触させる。そして、カバー部材３９（図１１参照）を、センサ収納部材４０が挿入された開口部５０（図１３参照）を覆うように配置する。カバー部材３９（図１１参照）は、開口部５０（図１３参照）を覆うとともに蓋体２３の表面上としての上縁部２８表面上にまで延在する。また、カバー部材３９（図１１参照）には、センサ収納部材４０の開口部４２（図１１参照）につながる貫通孔としての開口部４３（図１１参照）が形成されている。カバー部材３９は、蓋体２３（図１３参照）の上縁部２８と接続固定されるとともに、センサ収納部材４０（図１１参照）と接続固定される。この場合、図１１に示したセンサ取付部１８による効果と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
なお、上述した実施の形態では、複数の電池セル２１ａ〜２１ｆ（図４参照）を含む電池モジュール１７（図４参照）を用いて説明したが、本発明によるセンサ取付部１８（図４参照）は、単一の電池セルからなる電池、あるいは単一の電池セルを積層したような電池集合体にも適用可能である。また、図１〜図７に示した電池システムでは、図４に示したような電池モジュール１７を積層したモジュール集合体１１に代えて、上述した単一セルからなる電池、あるいは単一セルを積層した電池集合体を用いてもよい。
【００８７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００８８】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、発電要素を内部に保持する電槽とは別部材であるセンサケースを、発電要素と接触した状態で電槽に設置するので、発電要素にセンサケースを確実に接触させることができる。このため、センサケースの内部に配置された温度センサなどにより、発電要素の温度を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるセンサ取付構造を適用した電池モジュールの実施の形態１を含む電池パックの斜視模式図である。
【図２】図１に示した電池パックを含む電池システムを用いた自動車のブロック図である。
【図３】図１に示した電池パックの展開模式図である。
【図４】図１に示した電池パックの一部であるモジュール集合体を構成する本発明による電池モジュールの斜視模式図である。
【図５】図４の線分Ｖ−Ｖにおける部分断面模式図である。
【図６】図５に示した電池モジュールのセンサ取付部の拡大断面模式図である。
【図７】センサ収納ケースを電池モジュールのケースへと取付ける工程を説明するための部分断面模式図である。
【図８】図１〜図７に示した電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態１の第１の変形例を示す部分拡大断面模式図である。
【図９】図１〜図７に示した電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態１の第２の変形例を示す斜視模式図である。
【図１０】図９の線分Ｘ−Ｘにおける部分断面模式図である。
【図１１】本発明による電池モジュールの実施の形態２を説明するための部分断面模式図である。
【図１２】図１１に示したセンサ取付部１８の構造を説明するための分解図である。
【図１３】本発明による電池モジュールの実施の形態３を示す部分断面模式図である。
【符号の説明】
１　自動車、２　制御部、３　電池部、４　駆動部、５　電池パック、６　バッテリカバー、７　排気ホース、８ａ，８ｂ　拘束パイプ、９ａ，９ｂ　バスバーモジュール、１０ａ，１０ｂ　拘束プレート、１１　モジュール集合体、１２ロワーケース、１３　温度センサ、１４，３１，５５　矢印、１５　排気端子、１６　端子、１７　電池モジュール、１８　センサ取付部、１９　積層電極体、２０　突起部、２１ａ〜２１ｆ　電池セル、２２　ケース、２３　蓋体、２４ａ，２４ｂ　集電板、２５　センサ収納ケース、２５　底壁、２６　熱溶着部、２７，２９，４２，４３，５０　開口部、２８　上縁部、３０　外縁部、３２　表面、３３　突起部、３４　セル配置室、３５　隔壁、３６，３７　電極部材、３８　セパレータ、３９　カバー部材、４０　センサ収納部材、４１ａ，４１ｂ熱溶着部、４５　ネジ穴、４６　ネジ溝部、４７　端部、４８　内周部、４９上端部、５１　上部表面、５２　表面、５３　底壁、５４　フランジ部、５６凹部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensor mounting structure and a battery, and more particularly, to a sensor mounting structure and a battery capable of improving detection accuracy of a sensor such as temperature.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an electric vehicle using an electric motor as a drive source, and a so-called hybrid car having a plurality of types of drive sources such as an electric motor and a gasoline engine have been put into practical use. Such an electric vehicle or the like is equipped with a battery for supplying electricity, which is energy to an electric motor or the like. As this battery, a secondary battery such as a NiCd battery (Ni-Cd battery), a nickel-hydrogen battery, and a lithium ion battery that can be repeatedly charged and discharged is used.
[0003]
Such a secondary battery generates heat as it is charged and discharged. When the temperature of the secondary battery rises beyond a predetermined range, problems such as deterioration of the characteristics of the secondary battery or shortening of the service life occur. Therefore, control is performed such that the temperature of the secondary battery is detected by a temperature sensor or the like, and the secondary battery is cooled based on the detected temperature. In order to perform such control accurately, it is necessary to accurately detect the temperature of the battery.
[0004]
As described above, various structures have been conventionally proposed to accurately detect the temperature of the battery. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-35547 discloses that in a battery in which a power generating element is housed inside a battery case, a bottomed temperature detection hole is provided in a lid of the battery case, and the bottom of the temperature detection hole is provided inside the temperature detection hole. A structure is disclosed in which a temperature detector (temperature sensor) is disposed while being urged against a wall. In JP-A-2001-35547, the bottom wall (tip) of the temperature detection hole is in contact with or close to the power generating element. According to such a structure, the temperature of the battery can be accurately detected.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-35547, the bottom wall (tip) of the temperature detection hole may not be in close contact with the power generation element due to dimensional variation of the temperature detection hole formed in the lid. . When the distal end of the temperature detection hole is located away from the power generating element (via a gap) in this manner, the heat of the power generating element is dissipated more than when the distal end of the temperature detection hole is in close contact with the power generating element. It is difficult to transmit to the tip. For this reason, the accuracy (detection accuracy) of the temperature data of the power generation element detected by the temperature sensor disposed inside the temperature detection hole may be deteriorated.
[0006]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a sensor mounting structure capable of detecting data such as a battery temperature with high accuracy and such a sensor mounting structure. An object of the present invention is to provide a battery having a sensor mounting structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A sensor mounting structure according to the present invention includes a battery case and a sensor case. The battery case has a sensor mounting opening formed therein and holds a power generating element therein. The sensor case is inserted into the sensor mounting opening of the battery case and is connected to the battery case. The sensor case is in contact with the power generation element from a direction different from an insertion direction in which the power generation element is inserted into the battery case.
[0008]
According to this configuration, since the sensor case is provided as a member independent of the battery case, it is possible to insert and fix the sensor case in the sensor mounting opening after arranging the power generating element in the battery case in advance. . At this time, the sensor case can be connected to the battery case with the tip of the sensor case in contact with the surface of the power generating element and pressed against the surface. Therefore, the sensor case can be reliably brought into contact with the power generation element. For this reason, since the heat of the power generation element is directly transmitted to the sensor case, the temperature of the power generation element can be measured with high accuracy by, for example, disposing a temperature sensor in the sensor case.
[0009]
In the above-mentioned sensor mounting structure, the sensor case and the battery case may be connected and fixed by heat welding.
[0010]
In this case, for example, if the battery case and the sensor case are made of resin, and the contact portion between the sensor case and the battery case is heated in a state where the sensor case is pressed against the power generation element, the contact portion is melted and thermally welded. Part. As a result, the sensor case can be reliably brought into contact with the power generating element, and the sensor mounting opening can be sealed by the connection portion (heat welding portion) between the sensor case and the battery case.
[0011]
In the sensor mounting structure, the sensor case may include a sensor holding member and a cover member. The sensor holding member may be inserted into the sensor mounting opening of the battery case, and may have a concave portion for disposing the sensor. The cover member may have a through hole that covers the sensor mounting opening in which the sensor holding member is inserted and extends to the surface of the battery case, and is connected to a concave portion of the sensor holding member. The cover member may be connected and fixed to the battery case, and may be connected and fixed to the sensor holding member.
[0012]
In this case, after performing the step of bringing the sensor holding member into contact with or fixing the power generation element, the cover member can be connected and fixed to the sensor holding member and the battery case. For this reason, it is possible to select the structure of the connecting portion for contacting and fixing the sensor holding member to the power generating element without considering the step of connecting and fixing the sensor holding member to the battery case (the degree of freedom in selecting the structure of the connecting portion is large. it can). For example, after securely fixing the sensor holding member and the power generating element with a screw structure or the like, the sensor mounting opening is sealed with the cover member by connecting and fixing the cover member to the sensor holding member and the battery case. Can be.
[0013]
In the above-mentioned sensor mounting structure, the cover member, the battery case and the sensor holding member may be connected and fixed by heat welding.
[0014]
In this case, the connection between the cover member, the sensor holding member, and the battery case is thermally welded to form a connection with excellent sealing properties. Therefore, it is possible to reduce the risk that the electrolyte or the like constituting the power generation element leaks from the sensor mounting opening to the outside of the battery case.
[0015]
The sensor mounting structure according to the present invention includes a battery case and a sensor case. The battery case includes a storage member and a lid. The storage member holds the power generating element. The lid covers an insertion opening formed in the storage member for inserting the power generating element into the storage member. A sensor mounting opening is formed in the lid. The sensor case is inserted into the sensor mounting opening and connected to the lid. The sensor case is in contact with the power generating element from the same direction as the direction in which the power generating element is inserted into the housing member forming the battery case.
[0016]
With this configuration, since the sensor case is provided as a member independent of the lid constituting the battery case, the power generating element is arranged in advance in the battery case (inside the storage member), and then the sensor mounting opening is formed. The sensor case can be inserted and fixed. At this time, the sensor case can be connected to the lid with the tip of the sensor case pressed against and in contact with the surface of the power generating element. Therefore, the sensor case can be reliably brought into contact with the power generation element. Therefore, if, for example, a temperature sensor is arranged in the sensor case, the heat of the power generating element is transmitted directly to the temperature sensor via the sensor case, so that the temperature of the power generating element can be measured with high accuracy.
[0017]
In the above-mentioned sensor mounting structure, the sensor case and the lid may be connected and fixed by heat welding.
[0018]
In this case, for example, if the cover and the sensor case are made of resin and the contact portion between the sensor case and the cover is heated in a state where the sensor case is pressed against the power generation element, the contact portion is melted and thermally welded. Part. As a result, the sensor case can be reliably brought into contact with the power generating element, and the sensor mounting opening can be sealed by the connection portion (heat-welded portion) between the sensor case and the lid.
[0019]
In the sensor mounting structure, the sensor case may include a sensor holding member and a cover member. The sensor holding member may be inserted into the sensor mounting opening of the lid, and may have a concave portion for disposing the sensor. The cover member may have a through-hole that covers the sensor mounting opening in which the sensor holding member is inserted and extends to the surface of the lid, and leads to a recess of the sensor holding member. The cover member may be connected and fixed to the lid, and may be connected and fixed to the sensor holding member.
[0020]
In this case, the cover member can be connected and fixed to the sensor holding member and the lid after performing the step of bringing the sensor holding member into contact with or fixing the power generation element. For this reason, it is possible to select the structure of the connection portion that contacts and fixes the sensor holding member to the power generation element without considering the step of connecting and fixing the sensor holding portion (sensor case) to the lid. For example, after securely fixing the sensor holding portion and the power generating element with a screw structure or the like, the sensor mounting opening is sealed with the cover member by connecting and fixing the cover member to the sensor holding portion and the lid. Can be.
[0021]
In the above-mentioned sensor mounting structure, a guide projection may be formed on a portion of a surface of the power generating element where the sensor case contacts. The guide projection may be for guiding the sensor case.
[0022]
In this case, when the sensor case is inserted into the sensor mounting opening and the tip of the sensor case is pressed against the power generation element, the sensor case can be guided by the guide projection. Therefore, the position of the region where the tip of the sensor case contacts on the surface of the power generation element can be accurately determined.
[0023]
In the above-mentioned sensor mounting structure, the sensor case may be fixed to the power generation element at a contact portion with the power generation element.
[0024]
In this case, the heat of the power generation element is reliably transmitted to the sensor case via the region where the sensor case and the power generation element are fixed to each other. Therefore, by arranging a temperature sensor or the like in the sensor case, the temperature of the power generation element can be accurately measured.
[0025]
Further, since the power generation element and the sensor case are fixed, even if impact or stress is applied to the battery case, separation of the sensor case and the power generation element can be prevented. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the accuracy of the temperature measurement is reduced due to the separation between the sensor case and the power generation element.
[0026]
In the sensor mounting structure, a case-side screw groove may be formed on the surface of the sensor case in the contact portion, and a power-generating element-side screw groove may be formed on the surface of the power-generating element. The sensor case and the power generating element may be fixed by engaging the case-side screw groove and the power-generating element-side screw groove.
[0027]
In this case, the sensor case and the power generation element can be securely fixed by the screw structure.
In the above-mentioned sensor mounting structure, the power generation element may include a plurality of stacked electrode plates and a current collecting plate to which the plurality of electrode plates are connected. The sensor case may be in contact with the surface of the current collector plate. Preferably, the sensor case is fixed to the surface of the current collector plate.
[0028]
In this case, since the current collecting plate constituting the power generating element is made of a material having relatively high rigidity, when the sensor case is pressed and fixed to the current collecting plate of the power generating element, the power generating element side is deformed and the sensor case is deformed. The risk that a gap is formed between the power generating element and the power generating element can be reduced.
[0029]
In the sensor mounting structure, a temperature sensor may be held inside the sensor holding member.
[0030]
In this case, the temperature of the power generating element can be accurately measured by the temperature sensor.
A battery according to the present invention includes the above-mentioned sensor mounting structure.
[0031]
This makes it possible to easily realize a battery capable of measuring data such as temperature with high accuracy. Therefore, the temperature of the battery can be accurately controlled based on the temperature data measured with high accuracy in the battery as described above.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same or corresponding portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.
[0033]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery pack including a battery module according to Embodiment 1 to which a sensor mounting structure according to the present invention is applied. FIG. 2 is a block diagram of an automobile using the battery system including the battery pack shown in FIG. FIG. 3 is an exploded schematic view of the battery pack shown in FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view of a battery module according to the present invention which forms a module assembly that is a part of the battery pack shown in FIG. FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view taken along line VV of FIG. FIG. 6 is an enlarged schematic cross-sectional view of a sensor mounting portion of the battery module shown in FIG. With reference to FIGS. 1 to 6, a battery system including a battery module according to a first embodiment to which the sensor mounting structure according to the present invention is applied will be described.
[0034]
The electronic system according to the present invention is an electronic system mounted on a vehicle of an automobile, and includes a battery pack 5 as shown in FIG. 1, a fan for supplying cooling air to the battery pack 5, and a cooling wind. It is provided with an exhaust duct for discharging to the outside, a safety device used for maintenance of the battery system, and a battery computer for controlling the battery system.
[0035]
As shown in FIG. 2, an automobile 1 to which the electronic system according to the present invention is applied includes a control unit 2, a battery unit 3 including the battery system according to the present invention, and a driving unit 4. The control unit 2 controls the battery unit 3 and the driving unit 4. The drive unit 4 may include an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, in addition to an electric motor such as a motor driven by a current supplied from the battery unit 3. That is, the vehicle 1 is not limited to an electric vehicle using only an electric motor such as a motor driven by a current supplied from the battery unit 3 as a drive source, but also a so-called hybrid having a drive unit other than an electric motor such as a gasoline engine as a drive source. Cars are included.
[0036]
As shown in FIG. 3, the battery pack 5 shown in FIG. 1 has a structure in which a module assembly 11 is housed inside a battery pack exterior member including a battery cover 6 and a lower case 12. The module assembly 11 is formed by stacking a plurality of battery modules 17. Although not shown, a gap as a cooling air flow path is formed between the stacked battery modules 17 so that cooling air can flow. As the battery module 17, for example, a secondary battery such as a nickel-hydrogen battery can be used. The battery module 17 as a battery has a so-called rectangular flat outer shape.
[0037]
Battery module 17 includes a plurality of battery cells. Specifically, as shown in FIG. 4, the battery module 17 includes a module case as a battery case including a case 22 and a lid 23, and six battery modules arranged inside the module case and partitioned by partition walls. Battery cells 21a to 21f are provided. A resin can be used as a material of the module case including the case 22 and the lid 23 as the battery case. The terminal 16 is formed on the end surface of the case 22 in the long axis direction. On the end surface of the case 22, a sensor mounting portion 18 as a sensor mounting structure is formed in a portion located below the terminal 16. The structure of the sensor mounting portion 18 will be described later.
[0038]
In addition, a protrusion 20 for forming a gap as a cooling air flow path between the battery modules 17 is formed on the side surface of the case 22. In the module assembly 11 in which the battery modules 17 are stacked (see FIG. 3), a gap is formed between the battery modules 17 when the protruding portions 20 of the battery modules 17 abut against each other. Note that FIG. 4 omits the illustration of the exhaust terminal 15 (see FIG. 5) and shows a state in which a part of the case 22 and the lid 23 are removed to explain the battery cells 21 a to 21 f.
[0039]
The battery cells 21a to 21f included in the battery module 17 have basically the same structure. Hereinafter, the battery cell 21a will be described as an example. The battery cell 21a includes, for example, a stacked electrode body 19 formed by stacking a plurality of sheet-shaped electrode members in an insulating state with a separator, and a pair of current collector plates 24a arranged so as to sandwich the stacked electrode body 19. , 24b (see FIG. 5). The laminated electrode body 19 is impregnated or injected with an electrolytic solution.
[0040]
In the laminated electrode body 19, an electrode member serving as a positive electrode and an electrode member serving as a negative electrode are alternately laminated. The ends of the electrode member serving as the positive electrode are collectively connected to one current collector 24b. Further, the ends of the electrode member serving as the negative electrode are collectively connected to the other current collector 24a. As a result, all the electrode members serving as positive electrodes and one current collector 24b are electrically connected. In addition, all the electrode members serving as the negative electrodes and the other current collecting plate 24a are electrically connected.
[0041]
Then, as shown in FIG. 5, the terminals 16 are arranged above the current collecting plate 24b so as to be connected to the current collecting plate 24b. In addition, at the upper part of the current collector 24a, one current collector of the adjacent battery cell 21b (see FIG. 4) is electrically connected to the current collector 24a via a partition wall. Further, between the other battery cells 21b to 21f (see FIG. 4), the connection between the current collector plate 24a and one of the adjacent battery cells 21b shown in FIG. Connected. As a result, the battery cells 21a to 21f (see FIG. 4) included in the battery module 17 (see FIG. 4) are electrically connected in series. The configuration of the power generation element including the stacked electrode body 19 (see FIG. 5) and the current collectors 24a and 24b constituting the battery cells 21a to 21f is not limited to the configuration described above, and may be another configuration. .
[0042]
On the end face of the battery module 17, the sensor mounting portion 18 is disposed at a portion located below the terminal 16 as described above. As shown in FIG. 5, the sensor mounting portion 18 has an opening 27 formed in a side wall located at the end of the case 22 of the battery module 17 and a sensor fitted into the opening 27 serving as the sensor mounting opening. And a storage case 25. The planar shape of the opening 27 formed in the side wall of the case 22 is circular. The sensor storage case 25 as a sensor case inserted into the opening 27 is made of resin and has a cylindrical shape having a bottom wall. Note that the sensor storage case 25 is preferably made of the same material as the case 22.
[0043]
An opening 29 is formed in the sensor storage case 25 so as to extend along the central axis. As shown in FIG. 6, the bottom wall 53 of the sensor storage case 25 is disposed in a state of being pressed and contacting the side surface of the current collector plate 24b of the battery cell 21a (see FIG. 5). One end of the sensor storage case 25 (the area located on the opposite side to the area where the bottom wall 25 in contact with the current collecting plate 24b (the end) is located) is radiated in the direction in which the opening 29 extends. A flange portion 54 is formed so as to extend in the direction. The outer peripheral portion of the flange portion 54 and the upper edge portion 28 of the opening 27 in the case 22 are connected and fixed via the heat welding portion 26.
[0044]
In addition, as a process of attaching the sensor storage case 25 to the case 22, for example, the following process can be used. Hereinafter, a process of attaching the sensor storage case 25 to the case 22 will be briefly described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view for explaining a step of attaching the sensor storage case to the battery module case.
[0045]
As shown in FIG. 7, first, the case 22 of the battery module 17 (see FIG. 4) in which the opening 27 is formed is prepared. In the case 22, an upper edge 28 projecting outward from a side wall of the case 22 is formed so as to surround the opening 27.
[0046]
Then, inside the case 22, a power generation element including the laminated electrode body 19 and the current collectors 24a and 24b (see FIG. 5) is arranged. Specifically, the power generating element including the laminated electrode body 19 is inserted into the case 22 from the direction indicated by the arrow 55 in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 7, the sensor storage case 25 is inserted into the opening 27 of the case 22 from the direction indicated by the arrow 31. As a result, the upper edge 28 of the opening 27 in the case 22 comes into contact with the outer edge 30 of the flange 54 of the sensor storage case 25. Then, the contact portion between the outer edge 30 of the sensor storage case 25 and the upper edge 28 of the opening 27 of the case 22 is heated while further pressing the sensor storage case 25 in the direction indicated by the arrow 31. In this manner, while forming the heat-welded portion 26 (see FIG. 6), the sensor storage case 25 is moved by the arrow 31 until the bottom wall 53 at the distal end of the sensor storage case 25 contacts the surface 32 of the current collector plate 24b. Move in the direction shown in.
[0047]
As a result, inside the case 22, a direction different from the direction indicated by the arrow 55 (see FIG. 5), which is the insertion direction of inserting the laminated electrode body 19 (see FIG. 5) into the case 22 (see FIG. 5), is used. Then, the bottom wall 53 of the sensor storage case 25 is pressed against the surface 32 of the current collecting plate 24b. Then, in this state, the heat-welded portion 26 (see FIG. 5) can be formed. The sensor storage case 25 and the case 22 are connected and fixed by the heat welding part 26.
[0048]
As described above, since the heat welding portion 26 (see FIG. 6) is formed in a state where the sensor storage case 25 is pressed in the direction indicated by the arrow 31 in FIG. The sensor storage case 25 can be fixed to the case 22 in a state where the surface of the electric plate 24b is securely contacted.
[0049]
Then, as shown in FIG. 6, the temperature sensor 13 is inserted into the opening 29 formed in the sensor storage case 25. In this way, the temperature of the power generating element composed of the laminated electrode body 19 and the current collecting plates 24a and 24b (see FIG. 5) is controlled by the temperature sensor 13 via the current collecting plate 24b and the bottom wall 53 of the sensor storage case 25. Accurate detection is possible.
[0050]
That is, since the sensor storage case 25 (see FIG. 5) is provided as a member independent of the case 22 (see FIG. 5) constituting the battery case, the laminated electrode body 19 (see FIG. ) And the current collecting plates 24a and 24b are arranged, and the sensor storage case 25 can be inserted and fixed in the opening 27 serving as the sensor mounting opening. At this time, the sensor storage case 25 can be connected to the case 22 in a state where the tip of the sensor storage case 25 is in contact with and pressed against the surface of the current collecting plate 24b. Therefore, the sensor storage case 25 can be reliably brought into contact with the current collecting plate 24b. Therefore, the temperature of the power generating element including the laminated electrode body 19 and the current collectors 24a and 24b can be measured with high accuracy by the temperature sensor 13 (see FIG. 5).
[0051]
Further, the bottom wall 53 of the sensor housing case 25 is pressed against the surface of the current collecting plate 24b by the above-described steps as shown in FIG. The risk that a gap is formed between the plate 24b and the surface 32 (see FIG. 7) can be reduced. Therefore, the temperature of the laminated electrode body 19 (that is, the temperature of the battery cell 21a) can be reliably detected with high accuracy.
[0052]
The sensor storage case 25 and the case 22 are connected and fixed by heat welding at a heat welding portion 26. Therefore, the sensor storage case 25 can be reliably brought into contact with the current collecting plate 24b by the process as shown in FIG. 7, and the opening 27 is connected to the connection portion between the sensor storage case 25 and the case 22. (Thermal welding portion 26) can be sealed.
[0053]
Further, since the current collecting plate 24b is made of a material having a relatively high rigidity, when the sensor storage case 25 is pressed against the current collecting plate 24b and fixed to the case 22, the current collecting plate 24b side is deformed and the sensor The risk that a gap is formed between the storage case 25 and the current collecting plate 24b can be reduced.
[0054]
By stacking the battery modules 17 (see FIG. 4) having the sensor mounting portions 18 (see FIG. 4) as described above, a module assembly 11 as shown in FIG. 3 is configured. Note that the sensor mounting portion 18 (see FIG. 4) described above may be formed for all of the battery modules 17 constituting the module assembly 11, but the battery constituting the module assembly 11 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, a sensor mounting portion may be formed only for a part of the module 17.
[0055]
In the battery pack 5 including the battery module 17 (see FIG. 3) having the sensor mounting portion 18 (see FIG. 4) according to the present invention, as shown in FIG. The constraint plates 10a and 10b are arranged at both ends of the assembly 11. The constraint plates 10a, 10b are connected and fixed to each other by constraint pipes 8a, 8b. Note that the constraint plates 10a and 10b are fixed to the lower case 12. The individual battery modules 17 are also fixed to the lower case 12.
[0056]
The terminals 16 for inputting / outputting current to / from the battery module 17 are formed on the respective side surfaces (end surfaces) of the battery modules 17 constituting the module assembly 11 as described above. To connect the terminals 16 of the battery module 17 to each other, busbar modules 9a and 9b are arranged on the side surface of the module assembly 11. By connecting the bus bar modules 9a and 9b to the respective terminals 16 of the battery module 17, the battery modules 17 in the module assembly 11 are electrically connected to each other in series.
[0057]
On the side surface of the module assembly 11, the temperature sensor 13 and the harness that are inserted and fixed in the sensor mounting portion 18 are arranged in a region located below the terminal 16. Further, on the upper surface of the module assembly 11, an exhaust terminal 15 having a built-in safety valve for discharging hydrogen gas and the like exhausted from the battery module 17 is formed. An exhaust hose 7 connected to the exhaust terminal 15 and for discharging hydrogen gas and the like discharged from the battery module 17 to the outside of the battery pack 5 is provided on the exhaust terminal 15. In addition, a gap serving as a cooling air flow path is formed between the upper surface of the module assembly 11 and the battery cover 6. Further, a gap serving as a cooling air flow path is formed between the lower surface of the module assembly 11 and the lower case 12.
[0058]
In the battery system according to the present invention, in order to maintain the temperature of the module assembly 11 within a predetermined range in accordance with the measurement result of the temperature of the battery module 17 detected by the temperature sensor 13, the blower fan Cooling air is supplied by using such means. As a method of supplying the cooling air, as shown in FIG. 1, the cooling air may flow in the direction indicated by the arrow 14 from the upper surface side to the lower surface side of the module assembly 11 (see FIG. 3) (that is, Cooling air is supplied to a gap formed between the upper surface of the above-mentioned module assembly 11 and the battery cover 6, and the module assembly is passed through the gap between the battery modules 17 constituting the module assembly 11 from this gap. The cooling air may flow into a gap formed between the lower surface of the body 11 and the lower case 12 (see FIG. 3)). The cooling air may be discharged to the outside of the battery pack 5 from a gap between the lower case 12 (see FIG. 3) and the lower surface of the module assembly 11 (see FIG. 3).
[0059]
Further, the cooling air may flow in a direction opposite to the direction indicated by the arrow 14 in FIG. 1, that is, from the lower surface side of the module assembly 11 to the upper surface side. That is, cooling air is supplied to the gap between the lower surface of the module assembly 11 and the lower case 12, and the gap between the battery modules 17 constituting the module assembly 11 is reduced from the lower gap of the module assembly 11. The cooling air may be flowed into the gap between the upper surface of the module assembly 11 and the battery cover 6 via. Then, the cooling air may be discharged from the gap on the upper surface side of the module assembly 11 to the outside of the battery pack 5.
[0060]
As described above, in the module assembly 11, a gap acting as a cooling air flow path between the battery modules 17 is formed between the battery modules 17 by the protrusions 20 (see FIG. 4) formed on the side surfaces of the battery modules 17 (see FIG. 4). It is formed. Therefore, the cooling air can flow from the upper surface side to the lower surface side or from the lower surface side to the upper surface side of the module assembly 11 through the gap between the battery modules 17 in the module assembly 11. .
[0061]
FIG. 8 is a partially enlarged schematic cross-sectional view illustrating a first modification of the first embodiment of the battery module included in the battery system illustrated in FIGS. 1 to 7. Referring to FIG. 8, a first modification of the first embodiment of the battery module according to the present invention will be described. FIG. 8 corresponds to FIG.
[0062]
As shown in FIG. 8, the sensor mounting portion 18 as the sensor mounting structure in the battery module is basically the same as the sensor mounting structure 18 (see FIG. 6) in the battery system shown in FIGS. However, the structure of the surface of the current collecting plate 24b with which the front end portion (bottom wall 53) of the sensor storage case 25 contacts differs. That is, in the sensor mounting portion 18 of the battery module of the battery system shown in FIG. 8, the projection 33 acting as a guide hook surrounds a portion of the surface of the current collecting plate 24b where the bottom wall 53 of the sensor housing case 25 contacts. Is formed. The distal end portion (bottom wall 53) of the sensor storage case 25 is in a state of being inserted into the concave portion 56, which is a region surrounded by the projection 33 as the guide projection.
[0063]
Even in this case, the same effect as that of the sensor mounting portion 18 (see FIG. 6) in the battery module shown in FIGS. 1 to 7 can be obtained. Further, since the projection 33 acting as such a guide member is formed, when the sensor storage case 25 is attached to the case 22, the projection is moved to a predetermined region (recess 56) on the surface of the current collector plate 24b. The leading end (the end on which the bottom wall 53 is formed) of the sensor storage case 25 can be reliably guided.
[0064]
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a second modification of the first embodiment of the battery module constituting the battery system shown in FIGS. 1 to 7. FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view taken along line XX of FIG. With reference to FIGS. 9 and 10, a second modification of the first embodiment of the battery module according to the present invention will be described. FIG. 9 corresponds to FIG. FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view taken along line XX of the battery module 17 shown in FIG. 9 in the horizontal direction.
[0065]
As shown in FIGS. 9 and 10, a second modification of the battery module according to the first embodiment of the present invention basically includes a battery module 17 (see FIG. 9) included in the battery system shown in FIGS. 1 to 7. 4), but the position of the sensor mounting portion 18 in the battery module 17 (see FIG. 9) is different. That is, in the battery module 17 shown in FIG. 9, the sensor mounting portion 18 is arranged on the side surface (the side surface on which the protrusion 20 is formed) of the battery module 17. As can be seen from FIG. 10, the structure of the sensor mounting portion 18 is basically the same as the structure of the sensor mounting portion 18 (see FIG. 6) of the battery module in the battery system shown in FIGS. However, as shown in FIG. 10, the tip end of the sensor storage case 25 (the end where the bottom wall 53 is located) is substantially the same as the stacking direction in which the electrode members 36, 37 and the separator 38 are stacked in the stacked electrode body 19. It is arranged so as to contact the laminated electrode body 19 from the direction. In other words, the tip (the end where the bottom wall 53 is located) of the sensor housing case 25 is pressed against and contacts the surface 52 of the electrode member 36 located on the outermost periphery side of the laminated electrode body 19.
[0066]
Even in this case, the same effects as those of the battery module shown in FIGS. 1 to 7 can be obtained.
[0067]
As can be seen from FIG. 10, the power generation element including the laminated electrode body 19 and the current collectors 24 a and 24 b is disposed inside a cell arrangement chamber 34 formed by partitioning the inside of the case 22 with a partition wall 35. I have. In the laminated electrode body 19, an end of the electrode member 36 as an electrode plate acting as a negative electrode is connected to the current collector plate 24b. Further, an end of the electrode member 37 as an electrode plate acting as a positive electrode is connected to the current collector plate 24a. These electrode members 36 and 37 are alternately stacked with a separator 38 interposed therebetween.
[0068]
The sensor mounting portion 18 may be disposed on the end face of the battery module (see FIG. 4) as shown in FIGS. 1 to 7 or on the side face of the battery module 17 shown in FIG. May be arranged on any part of the surface of the case 22 (see FIG. 9) other than the above-described region. For example, the bottom wall surface of the case 22, the side surface opposite to the side surface where the sensor mounting portion 18 is installed in FIG. 9, or the end surface opposite to the end surface where the terminal 16 is shown in FIG. May be arranged.
[0069]
(Embodiment 2)
FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view for explaining Embodiment 2 of the battery module according to the present invention. FIG. 11 is an enlarged view of the sensor mounting portion 18 in the second embodiment of the battery module constituting the battery system according to the present invention. FIG. 12 is an exploded view for explaining the structure of the sensor mounting portion 18 shown in FIG. A second embodiment of the battery module according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0070]
Referring to FIGS. 11 and 12, a second embodiment of the battery module according to the present invention is basically the same as battery module 17 (see FIG. 4) included in the battery system shown in FIGS. Although the structure is provided, the structure of the sensor mounting portion 18 disposed on the end face of the battery module 17 (see FIG. 4) is different. That is, in the sensor mounting portion 18 of the battery module shown in FIG. 11, the screw holes 45 are formed on the surface of the current collecting plate 24b. On the side wall of the screw hole 45, a screw groove is formed as a screw groove on the power generation element side. Further, a screw groove as a case-side screw groove is formed on the surface of the screw groove portion 46 at the distal end of the sensor housing member 40 as a sensor holding member. A screw groove 46 (see FIG. 12) at the tip of the sensor housing member 40 is screwed and fixed to the screw hole 45 (that is, the sensor housing member 40 and the current collecting plate 24b are screwed into the screw groove 46). And the screw groove formed on the side wall of the screw hole 45 is fixed by engagement. Then, the sensor housing member 40 is in a state of being inserted into the opening 27 formed in the case 22. The sensor housing member 40 is a cylindrical member having a bottom wall.
[0071]
A cover member 39 connected and fixed to the upper edge portion 28 of the opening portion 27 of the case 22 and the upper end portion 49 of the sensor housing member 40 (see FIG. 12) by heat welding portions 41a and 41b, respectively, is arranged. The cover member 39 is arranged so as to cover the opening 27. An opening 43 as a through-hole is formed substantially at the center of the cover member 39. The opening 43 of the cover member 39 is arranged at a position overlapping with the opening 42 as a recess of the sensor housing member 40. The cover member 39 and the sensor storage member 40 constitute a sensor storage case (sensor case).
[0072]
With the sensor mounting portion 18 having such a structure, the same effect as the sensor mounting portion 18 (see FIG. 6) in the battery module of the battery system shown in FIGS. 1 to 7 can be obtained. Further, since the screw groove portion 46 of the sensor housing member 40 is screwed into the screw hole 45 of the current collecting plate 24b and fixed, the sensor housing member 40 and the current collecting plate 24b can be securely fixed.
[0073]
By doing so, the heat of the power generation element is reliably transmitted to the sensor storage member 40 via the region where the sensor housing member 40 as the sensor case and the current collecting plate 24b constituting the power generation element are fixed to each other. Therefore, by arranging the temperature sensor 13 (see FIG. 11) in the sensor housing member 40, it is possible to accurately measure the temperature of the power generating element.
[0074]
Further, since the current collecting plate 24b and the sensor housing member 40 are fixed to each other by a screw structure, even if an impact or stress is applied to the case 22 constituting the battery module, the sensor housing member 40 and the current collecting plate 24b are not fixed. Can be prevented from being separated.
[0075]
The sensor mounting portion 18 shown in FIG. 11 can be manufactured by the following method. That is, as shown in FIG. 12, first, the case 22 in which the opening 27 is formed is prepared. A power generating element including the current collector 24 b and the laminated electrode body 19 is inserted into the case 22. Then, the sensor housing member 40 is inserted into the opening 27. Further, the screw groove 46 at the tip of the sensor housing member 40 is screwed into the screw hole 45 of the current collecting plate 24b and fixed.
[0076]
Thereafter, the cover member 39 is disposed so as to contact the upper end portion 49 of the sensor housing member 40 (see FIG. 12) and the upper edge portion 28 of the opening 27 of the case 22 (see FIG. 12). Then, the cover member 39 is thermally welded to the upper edge portion 28 and the upper end portion 49. As a result, a heat-welded portion 41a (see FIG. 11) is formed between the end portion 47 of the cover member 39 (see FIG. 12) and the upper edge portion 28 of the opening 27 of the case 22. Further, a heat-welded portion 41b (see FIG. 11) is formed between the inner peripheral portion 48 of the cover member 39 (see FIG. 12) and the upper end portion 49 of the sensor housing member 40 (see FIG. 12). As a result, the space inside the case 22 (the space where the laminated electrode body 19 and the like are arranged) can be sealed from the outside of the case 22 by the cover member 39. After that, the temperature sensor 13 is inserted and fixed into the inside of the opening 42 of the sensor housing member 40 via the opening 43 of the cover member 39. Thus, the sensor mounting portion 18 shown in FIG. 11 can be manufactured.
[0077]
As described above, since the cover member 39 which is a member separate from the sensor housing member 40 is used, the screw groove portion 46 (see FIG. 12) of the sensor housing member 40 is inserted into the screw hole 45 (see FIG. 12) of the current collecting plate 24b. After performing the screwing step, a step of thermally welding the cover member 39 to the case 22 and the sensor housing member 40 to seal the opening 27 of the case 22 can be performed. That is, the sensor housing member 40 in which the temperature sensor 13 (see FIG. 11) is housed can be securely connected and fixed to the current collecting plate 24b, and at the same time, the sealing performance of the opening 27 can be secured. In addition, since the step of fixing the sensor housing member 40 to the current collector plate 24b is performed independently of the step of sealing the opening 27, the current collection between the sensor housing member 40 and the current collecting plate 24b is performed irrespective of the sealing step. The joining structure with the plate 24b can be selected.
[0078]
In addition, by forming the connection between the cover member 39, the sensor housing member 40 as the sensor holding member, and the case 22 as the battery case as the heat-welded portions 41a and 41b, a connection with excellent sealing properties can be formed. . Therefore, it is possible to reduce the risk that the electrolyte solution or the like constituting the power generation element leaks from the opening 27 to the outside of the case 22.
[0079]
In addition, as the structure of the fixing portion between the storage member 40 and the current collecting plate 24b, any fixing method other than the screw structure may be used. For example, a concave portion may be formed on the surface of the current collector plate 24b, and the distal end of the storage member 40 may be fitted and fixed in the concave portion.
[0080]
Further, the sensor mounting portion 18 shown in FIGS. 11 and 12 may be arranged on another wall surface of the case 22.
[0081]
(Embodiment 3)
FIG. 13 is a schematic partial sectional view showing Embodiment 3 of the battery module according to the present invention. FIG. 13 shows one battery cell included in Embodiment 3 of the battery module constituting the battery system according to the present invention. Third Embodiment A battery module according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 corresponds to FIG.
[0082]
Embodiment 3 of the battery module according to the present invention basically has the same structure as the battery module included in the battery system shown in FIGS. 1 to 7, but includes a sensor mounting in the battery module 17 (see FIG. 4). The position of the part 18 (see FIG. 4) is different. That is, in the battery system shown in FIG. 13, an opening 50 as a sensor mounting opening is formed in the lid 23 constituting the module case of the battery module 17, and the sensor housing case as the sensor case is formed in the opening 50. 25 has been inserted. The sensor storage case 25 and the lid 23 are connected and fixed by a heat welding part 26. The heat welding portion 26 is formed between the outer edge 30 of the sensor storage case 25 and the upper edge 28 of the opening 50 of the lid 23.
[0083]
The distal end of the sensor storage case 25 is arranged so as to press and contact the upper surface 51 of the electrode member or the like of the laminated electrode body 19. That is, the sensor storage case 25 is in contact with the laminated electrode body 19 from the same direction as the direction in which the laminated electrode body 19 is inserted into the case 22.
[0084]
In the sensor mounting portion 18 shown in FIG. 13, similarly to the sensor mounting portion 18 (see FIG. 6) of the battery module constituting the battery system shown in FIGS. Inserted into the portion 50, the outer edge 30 of the sensor storage case 25 and the upper edge 28 of the opening 50 of the lid 23 are thermally welded while being pressed against the upper surface 51 of the laminated electrode body 19. I have. As a result, similarly to the sensor mounting portion 18 (see FIG. 6) in the battery system shown in FIGS. 1 to 7, the tip of the sensor storage case 25 surely contacts the upper surface 51 of the laminated electrode body 19. Even in this case, the temperature of the laminated electrode body 19 can be accurately measured by the temperature sensor 13. That is, the same effects as those of the battery module shown in FIGS. 1 to 7 can be obtained.
[0085]
Further, instead of the sensor housing case 25 shown in FIG. 13, a sensor housing member 40 (see FIG. 11) and a cover member 39 (see FIG. 11) as the sensor holding member shown in FIG. The structure of the sensor mounting portion 18 shown in FIG. 11 may be applied as the structure of the sensor mounting portion 18 in FIG. 13). In this case, the sensor housing member 40 (see FIG. 11) is inserted into the opening 50, and the tip of the sensor housing member 40 is brought into contact with the upper surface of the laminated electrode body 19 (see FIG. 13). Then, the cover member 39 (see FIG. 11) is arranged so as to cover the opening 50 (see FIG. 13) into which the sensor housing member 40 is inserted. The cover member 39 (see FIG. 11) covers the opening 50 (see FIG. 13) and extends to the surface of the upper edge portion 28 as the surface of the lid 23. In the cover member 39 (see FIG. 11), an opening 43 (see FIG. 11) is formed as a through hole connected to the opening 42 (see FIG. 11) of the sensor housing member 40. The cover member 39 is connected and fixed to the upper edge portion 28 of the lid 23 (see FIG. 13), and is connected and fixed to the sensor housing member 40 (see FIG. 11). In this case, the same effect as the effect by the sensor mounting portion 18 shown in FIG. 11 can be obtained.
[0086]
In the above-described embodiment, the description has been made using the battery module 17 (see FIG. 4) including the plurality of battery cells 21a to 21f (see FIG. 4), but the sensor mounting portion 18 (see FIG. 4) according to the present invention. The present invention is also applicable to a battery including a single battery cell or a battery assembly in which a single battery cell is stacked. Also, in the battery system shown in FIGS. 1 to 7, instead of the module assembly 11 in which the battery modules 17 are stacked as shown in FIG. A battery assembly may be used.
[0087]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the embodiments described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the sensor case, which is a separate member from the battery case holding the power generation element therein, is installed in the battery case in contact with the power generation element, so that the sensor case is securely attached to the power generation element. Can be contacted. Therefore, the temperature of the power generating element can be accurately measured by a temperature sensor or the like disposed inside the sensor case.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery pack including a first embodiment of a battery module to which a sensor mounting structure according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram of an automobile using a battery system including the battery pack shown in FIG.
FIG. 3 is a developed schematic diagram of the battery pack shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic perspective view of a battery module according to the present invention constituting a module assembly that is a part of the battery pack shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a schematic partial sectional view taken along line VV in FIG. 4;
6 is an enlarged schematic sectional view of a sensor mounting portion of the battery module shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view for explaining a step of attaching the sensor storage case to the battery module case.
FIG. 8 is a partially enlarged schematic sectional view showing a first modification of the first embodiment of the battery module constituting the battery system shown in FIGS. 1 to 7;
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a second modification of the first embodiment of the battery module constituting the battery system shown in FIGS. 1 to 7;
FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view taken along line XX of FIG. 9;
FIG. 11 is a schematic partial sectional view for explaining Embodiment 2 of the battery module according to the present invention.
FIG. 12 is an exploded view for explaining the structure of the sensor mounting section 18 shown in FIG.
FIG. 13 is a schematic partial sectional view showing Embodiment 3 of a battery module according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 automobile, 2 control unit, 3 battery unit, 4 drive unit, 5 battery pack, 6 battery cover, 7 exhaust hose, 8a, 8b restraint pipe, 9a, 9b busbar module, 10a, 10b restraint plate, 11 module assembly, 12 lower case, 13 temperature sensor, 14, 31, 55 arrow, 15 exhaust terminal, 16 terminal, 17 battery module, 18 sensor mounting part, 19 laminated electrode body, 20 protrusion, 21a to 21f battery cell, 22 case, 23 Lid, 24a, 24b current collector plate, 25 sensor storage case, 25 bottom wall, 26 heat welded portion, 27, 29, 42, 43, 50 opening, 28 upper edge, 30 outer edge, 32 surface, 33 protrusion Part, 34 cell arrangement chamber, 35 partition, 36, 37 electrode member, 38 separator, 39 cover member, 40 sensor storage member, 41a, 41b Heat welded part, 45 screw hole, 46 screw groove part, 47 end part, 48 inner peripheral part, 49 upper end part, 51 upper surface, 52 surface, 53 bottom wall, 54 flange part, 56 concave part.

Claims

A battery case in which a sensor mounting opening is formed and holds a power generation element inside,
A sensor case inserted into the sensor mounting opening of the battery case and connected to the battery case,
The sensor mounting structure, wherein the sensor case is in contact with the power generation element from a direction different from an insertion direction in which the power generation element is inserted into the battery case.

The sensor mounting structure according to claim 1, wherein the sensor case and the battery case are connected and fixed by heat welding.

The sensor case includes:
A sensor holding member that is inserted into the sensor mounting opening of the battery case and has a concave portion for disposing a sensor;
A cover member that covers the sensor mounting opening in which the sensor holding member is inserted and extends to the surface of the battery case, and has a through-hole that is connected to a recess of the sensor holding member.
The sensor mounting structure according to claim 1, wherein the cover member is connected and fixed to the battery case, and is connected and fixed to the sensor holding member.

A battery case including a storage member that holds a power generation element, and a lid that covers an insertion opening formed in the storage member and has a sensor mounting opening formed therein for inserting the power generation element into the storage member. When,
A sensor case that is inserted into a sensor mounting opening formed in the lid and is connected to the lid.
The sensor mounting structure, wherein the sensor case is in contact with the power generating element from the same direction as the insertion direction in which the power generating element is inserted into the housing member forming the battery case.

The sensor mounting structure according to claim 4, wherein the sensor case and the lid are connected and fixed by heat welding.

The sensor case includes:
A sensor holding member that is inserted into the sensor mounting opening of the lid and has a concave portion for disposing a sensor;
A cover member that covers the sensor mounting opening in which the sensor holding member is inserted and extends to the surface of the lid, and has a through hole that is connected to a recess of the sensor holding member,
The sensor mounting structure according to claim 4, wherein the cover member is connected and fixed to the lid and connected and fixed to the sensor holding member.

The sensor mounting according to any one of claims 1 to 6, wherein in the power generation element, a guide protrusion for guiding the sensor case is formed at a surface portion where the sensor case contacts. Construction.

The sensor mounting structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the sensor case is fixed to the power generation element at a contact portion with the power generation element.

In the contact portion, a case-side screw groove is formed on a surface of the sensor case, and a power-generating element-side screw groove is formed on a surface of the power generating element.
The sensor mounting structure according to claim 8, wherein the sensor case and the power generation element are fixed by engaging the case-side screw groove and the power generation element-side screw groove.

The power generating element includes a plurality of stacked electrode plates, and a current collector plate to which the plurality of electrode plates are connected,
The sensor mounting structure according to claim 1, wherein the sensor case is in contact with a surface of the current collecting plate.

The sensor mounting structure according to any one of claims 1 to 10, wherein a temperature sensor is held inside the sensor holding member.

A battery comprising the sensor mounting structure according to claim 1.