JP2006139928A - Battery system - Google Patents

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Hideki Hirose
英樹 廣瀬
Masatoshi Kikumura
正俊 菊村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery system capable of short-circuiting a serial connection in a battery module and separating thin batteries from each other even when a large acceleration is impressed. <P>SOLUTION: The battery system is composed of a battery module 30, in which terminals of one side having the same polarity out of electrode terminals 104 or 105 of each of the thin batteries arrayed in plurality are electrically connected to each other by a pair of bus bars 21, a plurality of sub assemblies 20a to 20j each composed of the thin battery and the bus bar pair are laminated and electrically connected to each other, and the plurality of sub assemblies 20a to 20j are airtightly stored in a box 31; an acceleration sensor detecting the acceleration impressed on the battery module 30; a bellows 32 expanding the box 31 by air; an expansion rubber 38 expanded by the air to enlarge a space S; a cooling device supplying the air to the inside of the box 31 and the expansion rubber 38; and a controller controlling the cooling device depending on the detected acceleration. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、薄型電池を複数積層して構成された電池モジュールを備えたバッテリシステムに関する。   The present invention relates to a battery system including a battery module configured by stacking a plurality of thin batteries.

正極端子と負極端子とが電池外装の外周縁から導出する薄型電池が複数並設され、これら薄型電池それぞれの正極端子又は負極端子の一方の同極端子同士が一対のバスバにより電気的に並列接続され、これら薄型電池及びバスバ対からなるサブアッセンブリが複数積層され、電気的に直列接続された電池モジュールが従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。   A plurality of thin batteries in which a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are led out from the outer peripheral edge of the battery exterior are arranged side by side, and one of the thin electrode is connected in parallel by a pair of bus bars. Conventionally, a battery module in which a plurality of subassemblies including these thin batteries and bus bar pairs are stacked and electrically connected in series is known (for example, see Patent Document 1).

このような電池モジュールは、電気自動車(EV)や燃料電池自動車(FCV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)等の車輌に用いることが出来る。車輌に搭載された電池モジュールには、例えば車輌の急停止等に伴って大きな加速度が加わる場合がある。
特開2004−55492号公報
Such a battery module can be used for vehicles such as an electric vehicle (EV), a fuel cell vehicle (FCV), and a hybrid electric vehicle (HEV). A large acceleration may be applied to the battery module mounted on the vehicle, for example, when the vehicle suddenly stops.
JP 2004-55492 A

本発明は、大きな加速度が印加された場合であっても、電池モジュールが車輌の室内への侵入をより効果的に防止すると共に、当該電池モジュール内で薄型電池とバスバとの接続部を引き剥がして直列接続を短絡させ、薄型電池同士を分離させることが可能なバッテリシステムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、正極端子と負極端子とが電池外装の外周縁から導出する薄型電池が複数並設され、これら薄型電池それぞれの正極端子又は負極端子の一方の同極端子同士が一対のバスバにより電気的に並列接続され、これら薄型電池及びバスバ対からなるサブアッセンブリが複数積層されて電気的に直列接続され、当該複数のサブアッセンブリが筐体の内部に気密状態で収容された電池モジュールと、前記電池モジュールが搭載された被搭載物に印加された加速度を検出する加速度検出手段と、流体により膨張可能であり、前記電池モジュールの所定部位を膨張させる膨張手段と、前記膨張手段に流体を供給する流体供給手段と、前記加速度検出手段の検出結果に基づいて前記流体供給手段の制御を行う制御手段と、を備えたバッテリシステムが提供される。
The present invention more effectively prevents the battery module from entering the vehicle compartment even when a large acceleration is applied, and peels off the connection portion between the thin battery and the bus bar in the battery module. An object of the present invention is to provide a battery system capable of short-circuiting series connections and separating thin batteries.
In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of thin batteries in which a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are led out from the outer peripheral edge of the battery exterior are arranged side by side. The same-polarity terminals are electrically connected in parallel by a pair of bus bars, and a plurality of subassemblies consisting of these thin batteries and bus bar pairs are stacked and electrically connected in series, and the plurality of subassemblies are hermetically sealed inside the housing. A battery module housed in a state; acceleration detecting means for detecting an acceleration applied to an object on which the battery module is mounted; and expansion means capable of being expanded by a fluid and expanding a predetermined portion of the battery module A fluid supply means for supplying fluid to the expansion means, and a control means for controlling the fluid supply means based on the detection result of the acceleration detection means When, the battery system with a provided.

本発明では、電池モジュールを搭載した被搭載物に対して印加された加速度を加速度検出手段により検出し、当該検出結果に基づいて制御手段が流体供給手段を制御し、当該制御指令に従って流体供給手段が膨張手段に流体を供給し、当該流体により膨張手段を膨張させ電池モジュールの所定部位を膨張させる。   In the present invention, the acceleration applied to the object on which the battery module is mounted is detected by the acceleration detection means, and the control means controls the fluid supply means based on the detection result, and the fluid supply means according to the control command. Supplies fluid to the expansion means, and the expansion means is expanded by the fluid to expand a predetermined portion of the battery module.

被搭載物に加速度が印加された際に、電池モジュールの所定部位を膨張させることにより、当該膨張した部位により電池モジュールに印加された加速度を吸収したり、電池モジュール内部における薄型電池の電極端子とバスバとの接合部を引き剥がすことが出来る。   When acceleration is applied to the object to be mounted, a predetermined part of the battery module is expanded to absorb the acceleration applied to the battery module by the expanded part, or the thin battery terminal inside the battery module The joint with the bus bar can be peeled off.

膨張部位によって加速度を吸収することにより、電池モジュールの車室内への侵入をより効果的に防止することが可能となる。また、膨張手段の膨張によって薄型電池とバスバとの接合部を引き剥がして電池モジュール内の直列接続を短絡させ、薄型電池同士を分離させることが可能となる。   By absorbing the acceleration by the expansion part, it is possible to more effectively prevent the battery module from entering the vehicle interior. In addition, the expansion means expands the thin battery and the bus bar so that the thin battery can be separated from each other by short-circuiting the serial connection in the battery module.

発明の実施の形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、本発明の実施形態において電池モジュールを構成する薄型電池について説明する。図1は本発明の実施形態における薄型電池の全体の平面図、図2は図1のII-II線に沿った断面図である。図1及び図2は一つの薄型電池10(単位電池)を示し、この薄型電池10を複数接続することにより所望の電圧、容量のバッテリが構成される。   First, the thin battery which comprises a battery module in embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a plan view of an entire thin battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1 and 2 show one thin battery 10 (unit battery), and a battery having a desired voltage and capacity is configured by connecting a plurality of the thin batteries 10.

本発明の実施形態に係る薄型電池10は、積層可能な平板状のリチウムイオン二次電池であり、図1及び図2に示すように、3枚の正極板101と、5枚のセパレータ102と、3枚の負極板103と、正極端子104と、負極端子105と、上部外装部材106と、下部外装部材107と、特に図示しない電解質と、から構成されており、例えば10mm以下の総厚を有する。このうちの正極板101、セパレータ102、負極板103及び電解質を特に発電要素108と称する。   A thin battery 10 according to an embodiment of the present invention is a flat plate-like lithium ion secondary battery that can be stacked. As shown in FIGS. 1 and 2, three positive plates 101, five separators 102, It comprises three negative plates 103, a positive electrode terminal 104, a negative electrode terminal 105, an upper exterior member 106, a lower exterior member 107, and an electrolyte (not shown), and has a total thickness of, for example, 10 mm or less. Have. Among these, the positive electrode plate 101, the separator 102, the negative electrode plate 103, and the electrolyte are particularly referred to as a power generation element 108.

発電要素108を構成する正極板101は、正極端子104まで延びている正極側集電体101aと、この正極側集電体101aの一部の両主面にそれぞれ形成された正極層101b、101cと、を有している。   The positive electrode plate 101 constituting the power generation element 108 includes a positive electrode current collector 101a extending to the positive electrode terminal 104, and positive electrode layers 101b and 101c formed on both main surfaces of a part of the positive electrode current collector 101a, respectively. And have.

正極板101の正極側集電体101aは、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、又は、ニッケル箔等の電気化学的に安定した金属箔である。   The positive electrode side current collector 101a of the positive electrode plate 101 is, for example, an electrochemically stable metal foil such as an aluminum foil, an aluminum alloy foil, a copper foil, or a nickel foil.

正極板101の正極層101b、101cは、例えばLiNiO等のリチウム・ニッケル系複合酸化物、LiMn等のリチウム・マンガン系複合酸化物、又は、LiCoO等のリチウム・コバルト系複合酸化物等やカルコゲン(S、Se、Te)化物等の正極活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、ポリフッ化エチレンの水性ディスパージョン等の結着剤と、を混合させたものを、正極側集電体101aの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧縮することにより形成されている。 The positive electrode layer 101b of the positive electrode plate 101, 101c, for example lithium-nickel composite oxide such as LiNiO 2, lithium-manganese-based composite oxide such as LiMn 2 O 4, or a lithium-cobalt composite oxide such as LiCoO 2, A mixture of a positive electrode active material such as an oxide or a chalcogen (S, Se, Te) compound, a conductive agent such as carbon black, and a binder such as an aqueous dispersion of polyfluorinated ethylene. It is formed by applying to both main surfaces of a part of the current collector 101a, drying and compressing.

発電要素108を構成する負極板103は、負極端子105まで延びている負極側集電体103aと、この負極側集電体103aの一部の両主面にそれぞれ形成された負極層103b、103cと、を有している。   The negative electrode plate 103 constituting the power generation element 108 includes a negative electrode side current collector 103a extending to the negative electrode terminal 105, and negative electrode layers 103b and 103c formed on both main surfaces of a part of the negative electrode side current collector 103a, respectively. And have.

負極板103の負極側集電体103aは、例えば、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、又は、鉄箔等の電気化学的に安定した金属箔である。   The negative electrode side current collector 103a of the negative electrode plate 103 is an electrochemically stable metal foil such as a nickel foil, a copper foil, a stainless steel foil, or an iron foil.

負極板103の負極層103b、103cは、例えば、非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、又は、黒鉛等のような上記の正極活物質のリチウムイオンを吸蔵及び放出する負極活物質に、有機物焼成体の前駆体材料としてのスチレンブタジエンゴム樹脂粉末の水性ディスパージョンを混合し、乾燥させた後に粉砕することで、炭素粒子表面に炭化したスチレンブタジエンゴムを担持させたものを主材料とし、これにアクリル樹脂エマルジョン等の結着剤をさらに混合し、この混合物を負極側集電体103aの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧縮することにより形成されている。   The negative electrode layers 103b and 103c of the negative electrode plate 103 include negative electrode actives that occlude and release lithium ions of the positive electrode active material, such as amorphous carbon, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, or graphite. Mainly a substance in which an aqueous dispersion of a styrene butadiene rubber resin powder as a precursor material of an organic fired body is mixed with a substance, dried, and pulverized to carry carbonized styrene butadiene rubber on the surface of carbon particles. The material is formed by further mixing a binder such as an acrylic resin emulsion with the mixture, applying the mixture to both main surfaces of a part of the negative electrode side current collector 103a, and drying and compressing the mixture.

特に、負極活物質として非晶質炭素や難黒鉛化炭素を用いると、充放電時における電位の平坦特性に乏しく放電量に伴って出力電圧も低下するので、通信機器や事務機器の電源には不向きであるが、電気自動車の電源として用いると急激な出力低下がないので有利である。   In particular, when amorphous carbon or non-graphitizable carbon is used as the negative electrode active material, the flatness of the potential during charge / discharge is poor and the output voltage decreases with the amount of discharge. Although unsuitable, it is advantageous when used as a power source for an electric vehicle because there is no sudden drop in output.

発電要素108のセパレータ102は、上述した正極板101と負極板103との短絡を防止するもので、電解質を保持する機能を備えても良い。このセパレータ102は、例えば、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン等から構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって層の空孔が閉塞され電流を遮断する機能をも有する。   The separator 102 of the power generation element 108 prevents a short circuit between the positive electrode plate 101 and the negative electrode plate 103 described above, and may have a function of holding an electrolyte. This separator 102 is a microporous film made of polyolefin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), for example. When an overcurrent flows, the pores of the layer are blocked by the heat generation and the current is cut off. It also has a function to

なお、本発明のセパレータ102は、ポリオレフィン等の単層膜のみに限られず、ポリプロピレン膜をポリエチレン膜でサンドイッチした三層構造や、ポリオレフィン微多孔性膜と有機不織布等を積層したものを用いることも出来る。このようにセパレータ102を複層化することで、過電流防止機能、電解質保持機能及びセパレータの形状維持(剛性向上)機能等の諸機能を付与することが出来る。   The separator 102 of the present invention is not limited to a single-layer film such as polyolefin, but may be a three-layer structure in which a polypropylene film is sandwiched with a polyethylene film, or a laminate of a polyolefin microporous film and an organic nonwoven fabric or the like. I can do it. Thus, by making the separator 102 into multiple layers, various functions such as an overcurrent prevention function, an electrolyte holding function, and a separator shape maintenance (stiffness improvement) function can be provided.

以上の発電要素108は、セパレータ102を介して正極板101と負極板103とが交互に積層されている。そして、3枚の正極板101は、正極側集電体101aを介して、金属箔製の正極端子104にそれぞれ接続される一方で、3枚の負極板103は、負極側集電体103aを介して、同様に金属箔製の負極端子105にそれぞれ接続されている。   In the power generation element 108 described above, the positive electrode plates 101 and the negative electrode plates 103 are alternately stacked via the separators 102. The three positive plates 101 are respectively connected to the positive terminal 104 made of metal foil via the positive current collector 101a, while the three negative plates 103 are connected to the negative current collector 103a. In the same manner, each is connected to a negative electrode terminal 105 made of metal foil.

なお、発電要素108の正極板101、セパレータ102、及び、負極板103は、本発明では上記の枚数に何ら限定されず、例えば、1枚の正極板101、3枚のセパレータ102、及び、1枚の負極板103でも発電要素108を構成することが出来、必要に応じて正極板、セパレータ及び負極板の枚数を選択して構成することが出来る。   In addition, the positive electrode plate 101, the separator 102, and the negative electrode plate 103 of the power generation element 108 are not limited to the above number in the present invention. For example, one positive electrode plate 101, three separators 102, and 1 The power generation element 108 can also be configured with a single negative plate 103, and can be configured by selecting the number of positive plates, separators, and negative plates as required.

正極端子104も負極端子105も電気化学的に安定した金属材料であれば特に限定されないが、正極端子104としては、上述の正極側集電体101aと同様に、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、又は、ニッケル箔等を挙げることが出来る。また、負極端子105としては、上述の負極側集電体103aと同様に、例えば、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、又は、鉄箔等を挙げることが出来る。   The positive electrode terminal 104 and the negative electrode terminal 105 are not particularly limited as long as they are electrochemically stable metal materials. Examples of the positive electrode terminal 104 include, for example, an aluminum foil and an aluminum alloy foil, similar to the positive electrode current collector 101a described above. , Copper foil, or nickel foil. Moreover, as the negative electrode terminal 105, nickel foil, copper foil, stainless steel foil, iron foil, etc. can be mentioned similarly to the above-mentioned negative electrode side collector 103a, for example.

発電要素108は、上部外装部材106及び下部外装部材107に収容されて封止されている。本実施形態における上部外装部材106及び下部外装部材107は、何れも特に図示しないが、薄型電池10の内側から外側に向かって、例えばポリエチレンやポリプロピレン等の耐電解液特性及び熱融着性に優れた樹脂フィルムから構成されている内側層と、例えばアルミニウム等の金属箔から構成されている中間層と、例えばポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂等の電気絶縁性に優れた樹脂フィルムから構成されている外側層と、の三層構造から成る樹脂−金属薄膜ラミネート材で構成されている。   The power generation element 108 is accommodated and sealed in the upper exterior member 106 and the lower exterior member 107. The upper exterior member 106 and the lower exterior member 107 in the present embodiment are not particularly illustrated, but are excellent in electrolytic solution resistance and heat fusion properties such as polyethylene and polypropylene from the inside to the outside of the thin battery 10. An inner layer composed of a resin film, an intermediate layer composed of a metal foil such as aluminum, and a resin film excellent in electrical insulation such as a polyamide resin or a polyester resin. It is composed of a resin-metal thin film laminate material having a three-layer structure including an outer layer.

これら外装部材106、107によって、上述の発電要素108、正極端子104の一部及び負極端子105の一部を包み込み、当該外装部材106、107により形成される空間に、有機液体溶媒に過塩素酸リチウム(LiClO)やホウフッ化リチウム(LiBF)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)等のリチウム塩を溶質とした液体電解質を注入しながら、外装部材106、107により形成される空間を吸引して真空状態として、外装部材106、107をその外周縁に沿って熱プレスにより熱融着して封止する。 These exterior members 106 and 107 enclose the power generation element 108, a part of the positive electrode terminal 104 and a part of the negative electrode terminal 105, and in the space formed by the exterior members 106 and 107, perchloric acid is added to the organic liquid solvent. While injecting a liquid electrolyte in which a lithium salt such as lithium (LiClO 4 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), or lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is used as a solute, a space formed by the exterior members 106 and 107 is formed. The exterior members 106 and 107 are heat-sealed by hot pressing along their outer peripheral edges and sealed in a vacuum state by suction.

有機液体溶媒としては、プロピレンカーボネート(PC)やエチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)等のエステル系溶媒を挙げることが出来るが、本発明の有機液体溶媒はこれに限定されることなく、エステル系溶媒に、γ−ブチラクトン(γ−BL)、ジエトシキエタン(DEE)等のエーテル系溶媒その他の混合、調合した有機液体溶媒を用いることも出来る。   Examples of the organic liquid solvent include ester solvents such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl ethyl carbonate (MEC). Without being limited thereto, an ether solvent such as γ-butylactone (γ-BL), dietoshikiethane (DEE), or other mixed or prepared organic liquid solvent can be used as the ester solvent.

本実施形態では、以上に説明した薄型電池10を複数接続して電池モジュール30とするが、その具体的構造を図3〜図5を参照しながら説明する。   In the present embodiment, the battery module 30 is formed by connecting a plurality of the thin batteries 10 described above, and a specific structure thereof will be described with reference to FIGS.

図3は本発明の実施形態における電池モジュールを示す一部分解斜視図、図4は本発明の第1実施形態における電池モジュールの概略断面図、図5は本発明の実施形態における電池モジュールの外観を示す斜視図である。   3 is a partially exploded perspective view showing the battery module according to the embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic sectional view of the battery module according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an external view of the battery module according to the embodiment of the present invention. It is a perspective view shown.

本発明の実施形態における電池モジュール30は、図3に示すように、4つの薄型電池10を電気的に並列接続してこれをサブアッセンブリ20a〜20jとする。即ち、4つの薄型電池10の同極端子104、105同士が同一方向を向くような姿勢で、4つの薄型電池10の正極端子104同士を一つのバスバ21に接続すると共に、負極端子105同士を他の一つのバスバ21に接続する。電極端子104又は105とバスバ21との接続は電気的に接続されればその具体的手段は限定されないが、例えば溶接等により行うことが出来る。バスバ21は、例えば銅やニッケル、ステンレス等の導電性に優れた材料で構成された平板状部材であり、4つの薄型電池10を並設した際に、当該4つの同極端子104又は105を接続可能な長さを持っている。   In the battery module 30 according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, four thin batteries 10 are electrically connected in parallel to form sub-assemblies 20a to 20j. That is, the positive terminals 104 of the four thin batteries 10 are connected to one bus bar 21 in such a posture that the same polarity terminals 104, 105 of the four thin batteries 10 face in the same direction, and the negative terminals 105 are connected to each other. Connect to another bus bar 21. The connection between the electrode terminal 104 or 105 and the bus bar 21 is not specifically limited as long as it is electrically connected. For example, welding can be performed. The bus bar 21 is a flat plate member made of a material having excellent conductivity, such as copper, nickel, and stainless steel. When the four thin batteries 10 are arranged side by side, the four homopolar terminals 104 or 105 are connected to the bus bar 21. Has a connectable length.

4つの薄型電池10の同極端子104、105にバスバ21を並列接続して構成された10個のサブアッセンブリ20a〜20jを図3及び図4に示すように積層されるが、このとき、サブアッセンブリ20a〜20jが順次直列接続されるように積層されている。即ち、サブアッセンブリ20aと次段のサブアッセンブリ20bとは、サブアッセンブリ20aにおける負極端子105の導出方向と、次段のサブアッセンブリ20bにおける正極端子104の導出方向とが実質的に同一となるように積層されている。   Ten subassemblies 20a-20j configured by connecting bus bars 21 in parallel to the same polarity terminals 104, 105 of the four thin batteries 10 are stacked as shown in FIGS. The assemblies 20a to 20j are stacked so as to be sequentially connected in series. That is, the subassembly 20a and the subassembly 20b in the next stage are configured so that the lead-out direction of the negative electrode terminal 105 in the subassembly 20a and the leadout direction of the positive terminal 104 in the subassembly 20b in the next stage are substantially the same. Are stacked.

同様に、サブアッセンブリ20bと次段のサブアッセンブリ20cについても、サブアッセンブリ20bにおける負極端子105の導出方向と、次段のサブアッセンブリ20cにおける正極端子104の導出方向とが実質的に同一となるように積層されている。即ち、上からn段目のサブアッセンブリにおける電極端子104、105の導出方向と、n+1段目のサブアッセンブリにおける異極端子105、104の導出方向とが実質的に同一となるように、n段目のサブアッセンブリとn+1段目のサブアッセンブリとが積層されている(但し、nは自然数)。   Similarly, in the subassembly 20b and the subassembly 20c in the next stage, the lead-out direction of the negative electrode terminal 105 in the subassembly 20b and the leadout direction of the positive terminal 104 in the subassembly 20c in the next stage are substantially the same. Are stacked. That is, the n-stage so that the lead-out direction of the electrode terminals 104 and 105 in the n-th subassembly from the top is substantially the same as the lead-out direction of the different polarity terminals 105 and 104 in the (n + 1) -th subassembly. The sub-assembly of the eye and the sub-assembly of the (n + 1) th stage are stacked (where n is a natural number).

本実施形態では、図4に示すように、上段に積層されたサブアッセンブリ20aの負極端子105同士を接続しているバスバ21と、その下段に積層されたサブアッセンブリ20bの正極端子104同士を接続しているバスバ21とが兼用して用いられている。そのため、上段のサブアッセンブリ20aの負極端子105、バスバ21、及び、下段のサブアッセンブリ20bの正極端子104の間には、これらに取り囲まれた空間Sが形成されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the bus bar 21 connecting the negative terminals 105 of the subassembly 20a stacked in the upper stage and the positive terminals 104 of the subassembly 20b stacked in the lower stage are connected. The bus bar 21 is also used. Therefore, a space S surrounded by these is formed between the negative terminal 105 of the upper subassembly 20a, the bus bar 21, and the positive terminal 104 of the lower subassembly 20b.

同様に、サブアッセンブリ20bの負極端子105同士を接合しているバスバ21と、その下段に積層されたサブアッセンブリ20cの正極端子104同士を接続しているバスバ21とが兼用して用いられており、これらの間に空間Sが形成されている。即ち、n段目のサブアッセンブリの負極端子105同士を接合しているバスバ21と、その下段に積層されたサブアッセンブリの正極端子104同士を接合しているバスバ21とが兼用して用いられており、これらの間に空間Sがそれぞれ形成されている。   Similarly, the bus bar 21 that joins the negative terminals 105 of the sub-assembly 20b and the bus bar 21 that connects the positive terminals 104 of the sub-assembly 20c stacked below the bus bar 21 are also used. A space S is formed between them. That is, the bus bar 21 that joins the negative terminals 105 of the n-th sub-assembly and the bus bar 21 that joins the positive terminals 104 of the sub-assemblies stacked on the lower stage are also used. A space S is formed between them.

さらに、本実施形態では、図4に示すように、各空間S内に膨張ゴム38(膨張部材)がそれぞれ配置されている。この膨張ゴム38は、例えば合成ゴム等の柔軟性に優れた材料から構成され、風船状に膨張可能な形状を有している。各膨張ゴム38は、気体注入チューブ37を介して膨張用バルブ36にそれぞれ連結されており、冷却装置50から供給されるエアにより膨張して、空間Sを拡張させることが可能となっている。   Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, an expansion rubber 38 (expansion member) is disposed in each space S. The inflatable rubber 38 is made of a material having excellent flexibility, such as synthetic rubber, and has a shape that can be inflated in a balloon shape. Each expansion rubber 38 is connected to the expansion valve 36 via a gas injection tube 37, and can be expanded by the air supplied from the cooling device 50 to expand the space S.

なお、最上段のサブアッセンブリ20aにおける正極端子104同士を接続しているバスバ21は、他のサブアッセンブリの電極端子同士を接続しているバスバと兼用されていない。その代わりに、このバスバ21は、電池モジュール30を外部と電気的に接続するための正極側外部端子33に接続されている。同様に、最下段のサブアッセンブリ20jにおける負極端子105同士を接続しているバスバ21も、他のサブアッセンブリの電極端子同士を接続しているバスバと兼用されていない。その代わりに、このバスバ21は、電池モジュール30を外部と電気的に接続するための負極側外部端子34に接続されている。   Note that the bus bar 21 connecting the positive terminals 104 in the uppermost subassembly 20a is not shared with the bus bar connecting the electrode terminals of other subassemblies. Instead, the bus bar 21 is connected to a positive electrode side external terminal 33 for electrically connecting the battery module 30 to the outside. Similarly, the bus bar 21 that connects the negative electrode terminals 105 of the lowermost subassembly 20j is not used as the bus bar that connects the electrode terminals of other subassemblies. Instead, the bus bar 21 is connected to a negative external terminal 34 for electrically connecting the battery module 30 to the outside.

以上のように電気的に直列接続された10個のサブアッセンブリ20a〜20jは筐体31の内部に収容されている。この筐体31は、例えば合成樹脂等の電気絶縁性に優れた材料から構成されていると共に、10個のサブアッセンブリ20a〜20jを気密状態で収容することが可能となっている。   As described above, the ten subassemblies 20a to 20j electrically connected in series are accommodated in the housing 31. The casing 31 is made of a material having excellent electrical insulation, such as synthetic resin, and can accommodate ten subassemblies 20a to 20j in an airtight state.

本実施形態における筐体31では、図4及び図5に示すように、筐体31の一部にベローズ32(蛇腹部)が設けられており、所定の方向(図4及び図5の白抜き矢印の方向)に筐体31を伸縮させることが可能となっている。なお、図3には、筐体31のうちベローズ32が形成されている側面が図示されていない。   In the housing 31 in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, a bellows 32 (bellows portion) is provided in a part of the housing 31, and a predetermined direction (white in FIGS. 4 and 5). The casing 31 can be expanded and contracted in the direction of the arrow). Note that FIG. 3 does not show the side surface of the housing 31 on which the bellows 32 is formed.

図3〜図5に示すように、この筐体31の正面には、冷却ダクト35と膨張用バルブ36とが取り付けられている。これに対し、筐体31の背面には、上述の外部端子33、34が設けられている。なお、冷却用エアの通気を良好にするために、冷却用エアを排出するための排出口を筐体31の背面に形成しても良い。   As shown in FIGS. 3 to 5, a cooling duct 35 and an expansion valve 36 are attached to the front surface of the housing 31. On the other hand, the external terminals 33 and 34 described above are provided on the rear surface of the casing 31. It should be noted that a discharge port for discharging the cooling air may be formed on the back surface of the housing 31 in order to improve the ventilation of the cooling air.

冷却ダクト35は、筐体31の内部と連通可能となっており、通常使用時において、後述する冷却装置50から供給されるエアを冷却用エアとして筐体31の内部に送り込むことにより、筐体31の内部に収容された10個のサブアッセンブリ20a〜20jが有する各薄型電池10を冷却することが可能となっている。   The cooling duct 35 can communicate with the inside of the casing 31, and in normal use, the cooling duct 35 sends air supplied from a cooling device 50 to be described later as cooling air into the casing 31. Each thin battery 10 included in the ten subassemblies 20a to 20j accommodated in the interior 31 can be cooled.

膨張用バルブ36は、エアの供給先を膨張ゴム38又は筐体31内部の何れかに切り替えることが可能な切替バルブであり、一方の出口には各膨張ゴム38に連通した気体注入チューブ37が連結されているのに対し、他方の出口は筐体31の内部に向かって直接開放されている。そして、この膨張用バルブ36は、後述するバッテリシステム1のコントローラ60の制御に従って、エアの供給先を、膨張ゴム38又は筐体31内部の何れかに切り替えることが可能となっている。この膨張用バルブ36で冷却装置50と膨張ゴム38とを連通させることにより、膨張ゴム38にエアが供給され空間Sを拡張させることが出来る。これに対し、膨張用バルブ36で冷却装置50と筐体31内部を連通させることにより、筐体31内部にエアが供給されベローズ32を伸長させて筐体31自体を膨張させることが出来る。   The expansion valve 36 is a switching valve capable of switching the air supply destination to either the expansion rubber 38 or the inside of the housing 31, and a gas injection tube 37 communicating with each expansion rubber 38 is provided at one outlet. While being connected, the other outlet is directly opened toward the inside of the housing 31. The expansion valve 36 can switch the air supply destination to either the expansion rubber 38 or the inside of the casing 31 according to the control of the controller 60 of the battery system 1 described later. By connecting the cooling device 50 and the expansion rubber 38 with the expansion valve 36, air is supplied to the expansion rubber 38 and the space S can be expanded. On the other hand, by connecting the cooling device 50 and the inside of the casing 31 with the expansion valve 36, air is supplied into the casing 31 and the bellows 32 can be extended to expand the casing 31 itself.

次に、以上に説明した電池モジュール30を用いた本実施形態に係るバッテリシステムについて説明する。図6は本発明の第1実施形態に係るバッテリシステムの全体構成を示すブロック図、図7は本発明の第1実施形態に係るバッテリシステムを搭載した電気自動車を示す模式図である。   Next, a battery system according to this embodiment using the battery module 30 described above will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration of the battery system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a schematic diagram showing an electric vehicle equipped with the battery system according to the first embodiment of the present invention.

本発明の第1実施形態に係るバッテリシステム1は、図6に示すように、上述のように10個のサブアッセンブリ20a〜20jを有する電池モジュール30と、電気自動車C(被搭載物)に印加される加速度を検出する加速度センサ40と、通常走行時において電池モジュール30を冷却するための冷却装置50と、この冷却装置50に電力を供給する冷却装置用電源51と、冷却装置50のエアの供給先を切り替えるメインバルブ52と、加速度センサ40の検出結果に基づいて冷却装置50のファン回転数や各バルブ36、52の切替を制御するコントローラ60と、を備えている。なお、図6において、エアの流れを実線で示し、加速度検出信号及び制御用指令信号の流れは一点鎖線で示し、電力の流れは二点鎖線にて示している。   As shown in FIG. 6, the battery system 1 according to the first embodiment of the present invention is applied to the battery module 30 having the ten subassemblies 20a to 20j and the electric vehicle C (mounting object) as described above. An acceleration sensor 40 for detecting acceleration, a cooling device 50 for cooling the battery module 30 during normal driving, a cooling device power supply 51 for supplying power to the cooling device 50, and air of the cooling device 50 A main valve 52 that switches the supply destination, and a controller 60 that controls switching of the fan rotation speed of the cooling device 50 and the valves 36 and 52 based on the detection result of the acceleration sensor 40 are provided. In FIG. 6, the air flow is indicated by a solid line, the flow of the acceleration detection signal and the control command signal is indicated by a one-dot chain line, and the power flow is indicated by a two-dot chain line.

バッテリシステム1の加速度センサ40は、図7に示すように、電気自動車Cの前方部に設置されており、この電気自動車Cの急停止等に伴って印加された加速度を検出することが可能となっている。この加速度センサ40は、コントローラ60に接続されており、当該検出結果をコントローラ60に送出可能となっている。   As shown in FIG. 7, the acceleration sensor 40 of the battery system 1 is installed in the front part of the electric vehicle C, and can detect the acceleration applied when the electric vehicle C is suddenly stopped. It has become. The acceleration sensor 40 is connected to the controller 60, and the detection result can be sent to the controller 60.

バッテリシステム1の冷却装置50は、同図に示すように、電池モジュール30と共に電気自動車Cの後方部に設置されており、例えば冷却ファン等により冷却ダクト35を介して電池モジュール30に冷却用エアを供給することが可能となっている。この冷却ダクト35を介して供給された冷却用エアは、電池モジュール30の筐体31の内部に進入して各薄型電池10の間をそれぞれ通過することにより冷却を行う。この冷却装置50には、冷却ファンを回転させるためのモータ(不図示)が設けられており、冷却装置用電源51より当該モータに電力が供給される。   As shown in the figure, the cooling device 50 of the battery system 1 is installed in the rear part of the electric vehicle C together with the battery module 30. For example, the cooling air is supplied to the battery module 30 via the cooling duct 35 by a cooling fan or the like. It is possible to supply. The cooling air supplied through the cooling duct 35 enters the inside of the casing 31 of the battery module 30 and cools by passing between the thin batteries 10. The cooling device 50 is provided with a motor (not shown) for rotating the cooling fan, and power is supplied to the motor from the cooling device power supply 51.

バッテリシステム1のメインバルブ52は、冷却装置50と電池モジュール30の冷却ダクト35とを連通する連通路に設けられている。このメインバルブ52は、冷却装置50のエアの供給先を切り替えることが可能な切替バルブであり、一方の出口は連通路を介して冷却ダクト35に連通しているのに対し、他方の出口は連通路を介して電池モジュール30の膨張用バルブ36に連通している。そして、このメインバルブ52は、コントローラ60の制御に従って、冷却装置50のエア供給先を、冷却ダクト35又は膨張用バルブ36の何れかに切り替えることが可能となっている。   The main valve 52 of the battery system 1 is provided in a communication path that connects the cooling device 50 and the cooling duct 35 of the battery module 30. The main valve 52 is a switching valve capable of switching the air supply destination of the cooling device 50, and one outlet communicates with the cooling duct 35 via the communication path, whereas the other outlet It communicates with the expansion valve 36 of the battery module 30 through the communication path. The main valve 52 can switch the air supply destination of the cooling device 50 to either the cooling duct 35 or the expansion valve 36 under the control of the controller 60.

以下に、例えば電気自動車Cが急停止する等して大きな加速度が印加された場合における本実施形態に係るバッテリシステム1の膨張動作処理について説明する。図8は本発明の第1実施形態に係るバッテリシステムにおける膨張動作処理を示すフローチャートである。   Below, the expansion operation process of the battery system 1 according to the present embodiment when a large acceleration is applied, for example, when the electric vehicle C suddenly stops will be described. FIG. 8 is a flowchart showing an expansion operation process in the battery system according to the first embodiment of the present invention.

前提条件として、電気自動車Cが通常走行している状態では、冷却装置50のエアを冷却ダクト35に供給するようにメインバルブ52が切り替えられており、冷却装置50から供給されるエアが電池モジュール30を冷却するための冷却用エアとして利用されている。また、初期状態の膨張用バルブ36は、気体注入チューブ37を介して各膨張ゴム38に連通するように切り替えられており、筐体31の内部には連通していない。   As a precondition, when the electric vehicle C is traveling normally, the main valve 52 is switched so as to supply the air of the cooling device 50 to the cooling duct 35, and the air supplied from the cooling device 50 is the battery module. This is used as cooling air for cooling 30. Further, the expansion valve 36 in the initial state is switched so as to communicate with each expansion rubber 38 via the gas injection tube 37, and does not communicate with the inside of the housing 31.

例えば電気自動車Cの急停止等に伴って大きな加速度が印加されると、先ず、図8のステップS10において加速度センサ40が当該加速度を検出する。   For example, when a large acceleration is applied due to, for example, a sudden stop of the electric vehicle C, first, the acceleration sensor 40 detects the acceleration in step S10 of FIG.

加速度センサ40による検出結果はコントローラ60に送出される。コントローラ60は、当該検出結果に基づいて、冷却装置50のエア供給先を冷却ダクト35から膨張用バルブ36に切り替えるように、メインバルブ52を制御する(ステップS20)。このコントローラ60におけるメインバルブ52の切替の判断手法としては、例えば、検出結果を所定閾値と比較し、当該検出結果が前記閾値より大きいか否かを判定する等の手法を挙げることが出来る。   The detection result by the acceleration sensor 40 is sent to the controller 60. Based on the detection result, the controller 60 controls the main valve 52 so that the air supply destination of the cooling device 50 is switched from the cooling duct 35 to the expansion valve 36 (step S20). As a determination method of switching of the main valve 52 in the controller 60, for example, a method of comparing a detection result with a predetermined threshold value and determining whether the detection result is larger than the threshold value can be cited.

次いで、コントローラ60は、冷却ファンの回転数を上昇させるように冷却装置50を制御する(ステップS30)。冷却装置50からメインバルブ52を介して膨張用バルブ36に供給されたエアは、さらに、気体注入チューブ37を介して各膨張ゴム38にそれぞれ供給され、これにより各膨張ゴム38の内圧が上昇して膨張を開始する(ステップS40)。   Next, the controller 60 controls the cooling device 50 so as to increase the rotation speed of the cooling fan (step S30). The air supplied from the cooling device 50 to the expansion valve 36 via the main valve 52 is further supplied to each expansion rubber 38 via the gas injection tube 37, whereby the internal pressure of each expansion rubber 38 increases. The expansion is started (step S40).

冷却装置50より供給されたエアにより各膨張ゴム38が膨張すると、電池モジュール30において各バスバ21及び異極端子同士104、105で囲まれた各空間Sが拡張される。ここで、電極端子104、105とバスバ21との接合部は外力に弱い構造となっていることから、膨張ゴム38の膨張による空間Sの拡張により当該接合部が容易に引き剥がされ、電極端子104、105とバスバ21とが電気的に遮断される(ステップS50)。   When each expansion rubber 38 is expanded by the air supplied from the cooling device 50, each space S surrounded by the bus bars 21 and the terminals 104 and 105 is expanded in the battery module 30. Here, since the joint portion between the electrode terminals 104 and 105 and the bus bar 21 has a structure that is weak against external force, the joint portion is easily peeled off by the expansion of the space S due to the expansion of the expansion rubber 38, and the electrode terminal. 104 and 105 and the bus bar 21 are electrically disconnected (step S50).

このように、本実施形態に係るバッテリシステム1では、冷却装置50から供給されたエアを膨張用エアとして利用して膨張ゴム38を膨張させる。そして、膨張ゴム38を膨張させ空間Sを拡張させることにより、薄型電池10の電極端子104、105とバスバ21との接合部を引き剥がす。これにより、電池モジュール内の直列接続を短絡させ、薄型電池同士を分離させることが可能となっている。   As described above, in the battery system 1 according to the present embodiment, the expansion rubber 38 is expanded using the air supplied from the cooling device 50 as the expansion air. Then, by expanding the expansion rubber 38 and expanding the space S, the joint portion between the electrode terminals 104 and 105 of the thin battery 10 and the bus bar 21 is peeled off. Thereby, the serial connection in a battery module is short-circuited, and thin batteries can be separated from each other.

なお、電池モジュールの薄型電池同士を電気的に分離させる他の方法として、リレー等を用いる方法が考えられるが、この場合には当該リレーの切断の確実性がそれ程高くない。これに対し、本実施形態に係るバッテリシステムでは、接合部自体が物理的に引き剥がされるので信頼性が向上する。   As another method for electrically separating the thin batteries of the battery module, a method using a relay or the like is conceivable, but in this case, the reliability of disconnection of the relay is not so high. On the other hand, in the battery system according to the present embodiment, since the joint portion itself is physically peeled off, the reliability is improved.

電極端子104、105とバスバ21との接合部が剥がれたら(当該接合部を引き剥がすのに十分な量の膨張用エアが供給されたら)、コントローラ60は、膨張用エアの供給先を気体注入チューブ37から筐体31内部に切り替えるように膨張用バルブ36に制御指令を送出する。膨張用バルブ36は、この制御指令に従って、膨張用エアを筐体31の内部に供給する。この際、上述のステップS30にて冷却ファンの回転数が上昇されていることにより、筐体31の内圧が上昇し、ベローズ32が所定方向(図4及び図5の白抜き矢印方向)に伸長して筐体31が膨張する(ステップS60)。   When the joint between the electrode terminals 104 and 105 and the bus bar 21 is peeled off (when a sufficient amount of inflation air is supplied to peel off the joint), the controller 60 injects the supply destination of the inflation air. A control command is sent to the expansion valve 36 so as to switch from the tube 37 to the inside of the housing 31. The expansion valve 36 supplies expansion air into the housing 31 in accordance with this control command. At this time, since the rotation speed of the cooling fan is increased in the above-described step S30, the internal pressure of the casing 31 is increased, and the bellows 32 is extended in a predetermined direction (the direction of the white arrow in FIGS. 4 and 5). Then, the casing 31 is expanded (step S60).

なお、筐体31の背面に排出口が形成されているような場合には、当該排出口に開閉バルブを設け、上記のステップS20における膨張用バルブ36の切替制御と同時に当該開閉バルブを閉じる制御を行っても良い。これにより、筐体31の内圧を迅速に上昇させることが出来る。   In the case where a discharge port is formed on the rear surface of the casing 31, an opening / closing valve is provided at the discharge port, and the opening / closing valve is closed simultaneously with the switching control of the expansion valve 36 in step S20. May be performed. Thereby, the internal pressure of the housing | casing 31 can be raised rapidly.

このように、本実施形態に係るバッテリシステム1では、冷却装置50から供給されたエアを膨張用エアとして利用して筐体31の内圧を上昇させベローズ32を伸長させることにより、筐体31を膨張させる。このように膨張した筐体31により、印可された加速度を吸収することが出来るので、電池モジュール30の車室内への侵入をより効果的に防止することが可能となる。   As described above, in the battery system 1 according to the present embodiment, the air supplied from the cooling device 50 is used as expansion air to increase the internal pressure of the housing 31 and extend the bellows 32, thereby Inflate. Since the applied acceleration can be absorbed by the casing 31 thus expanded, it is possible to more effectively prevent the battery module 30 from entering the vehicle interior.

[第2実施形態]
図9は本発明の第2実施形態に係るバッテリシステムの全体構成を示すブロック図、図10は本発明の第2実施形態に係るバッテリシステムにおける膨張動作処理を示すフローチャートである。なお、図9において、エアの流れを実線で示し、水素の流れを点線で示し、加速度検出信号や制御用指令信号の流れは一点鎖線で示し、電力の流れは二点鎖線で示している。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram showing the overall configuration of the battery system according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a flowchart showing expansion operation processing in the battery system according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the flow of air is indicated by a solid line, the flow of hydrogen is indicated by a dotted line, the flow of acceleration detection signals and control command signals is indicated by a one-dot chain line, and the flow of power is indicated by a two-dot chain line.

本発明の第2実施形態では、水素と酸素により発電を行う燃料電池70で発電して駆動用モータMを駆動させることにより走行する燃料電池自動車(被搭載物)に適用した場合のバッテリシステムについて説明する。   In the second embodiment of the present invention, a battery system when applied to a fuel cell vehicle (mounted object) that travels by generating power with a fuel cell 70 that generates power with hydrogen and oxygen and driving a drive motor M is provided. explain.

本実施形態に係るバッテリシステム1’は、図9に示すように、電池モジュール30、加速度センサ40、冷却装置50、冷却装置用電源51、メインバルブ52、及び、コントローラ60を備えている点で第1実施形態に係るバッテリシステム1と共通するが、燃料電池70、水素タンク71、コンプレッサモータ72、水素用バルブ73及び74、並びに、エア用バルブ75及び76をさらに備えている点で第1実施形態と相違する。また、本実施形態に係るバッテリシステム1’では、コントローラ60が、膨張用バルブ36、メインバルブ52及び冷却装置50を制御可能である点で第1実施形態と共通するが、これに加えて、各バルブ73〜76の制御も可能である点で相違する。第2実施形態に係るバッテリシステム1’に関して、第1実施形態に係るバッテリシステム1と共通する点については説明を省略し、第1実施形態に係るバッテリシステム1と相違する点について以下に説明する。   As shown in FIG. 9, the battery system 1 ′ according to the present embodiment includes a battery module 30, an acceleration sensor 40, a cooling device 50, a cooling device power supply 51, a main valve 52, and a controller 60. Although common to the battery system 1 according to the first embodiment, the fuel system 70 includes a fuel cell 70, a hydrogen tank 71, a compressor motor 72, hydrogen valves 73 and 74, and air valves 75 and 76. It is different from the embodiment. Further, in the battery system 1 ′ according to the present embodiment, the controller 60 is common to the first embodiment in that the controller 60 can control the expansion valve 36, the main valve 52, and the cooling device 50. In addition, It is different in that the valves 73 to 76 can be controlled. Regarding the battery system 1 ′ according to the second embodiment, description of points that are common to the battery system 1 according to the first embodiment is omitted, and points that are different from the battery system 1 according to the first embodiment are described below. .

燃料電池70は、触媒存在下で水素と酸素を電気化学的に反応させることにより発電を行う燃料電池であり、この燃料電池70で発電された電力により駆動用モータMを駆動させることにより車輌が走行する。水素タンク71は、当該燃料電池70に供給する水素リッチな水素含有ガスを貯蔵している。コンプレッサモータ72は、燃料電池70に酸素含有ガス(エア)を供給することが可能となっている。   The fuel cell 70 is a fuel cell that generates electricity by electrochemically reacting hydrogen and oxygen in the presence of a catalyst, and the vehicle is driven by driving a driving motor M with the electric power generated by the fuel cell 70. Run. The hydrogen tank 71 stores a hydrogen-rich hydrogen-containing gas supplied to the fuel cell 70. The compressor motor 72 can supply an oxygen-containing gas (air) to the fuel cell 70.

図9に示すように、水素タンク71と燃料電池70との間の連通路には第1の水素用バルブ73が設けられている。この第1の水素用バルブ73は、水素タンク71の水素含有ガスの供給先を切り替える切替バルブであり、一方の出口は燃料電池70の水素導入口に直接連結されているのに対し、他方の出口は連通路を介して電池モジュール30の膨張用バルブ36に連通している。そして、この第1の水素用バルブ73は、コントローラ60の制御に従って、水素タンク71の水素含有ガスの供給先を、燃料電池70又は電池モジュール30の何れかに切り替えることが可能となっている。   As shown in FIG. 9, a first hydrogen valve 73 is provided in the communication path between the hydrogen tank 71 and the fuel cell 70. The first hydrogen valve 73 is a switching valve for switching the supply destination of the hydrogen-containing gas in the hydrogen tank 71, and one outlet is directly connected to the hydrogen inlet of the fuel cell 70, while the other The outlet communicates with the expansion valve 36 of the battery module 30 through the communication path. The first hydrogen valve 73 can switch the supply destination of the hydrogen-containing gas in the hydrogen tank 71 to either the fuel cell 70 or the battery module 30 under the control of the controller 60.

さらに、この第1の水素用バルブ72と電池モジュール30の膨張用バルブ36との間の連通路には第2の水素用バルブ74が設けられている。この第2の水素用バルブ74は、当該連通路を開閉する開閉バルブであり、コントローラ60の制御に従って、第1の水素用バルブ73と電池モジュール30とを連通させることが可能となっている。   Further, a second hydrogen valve 74 is provided in the communication path between the first hydrogen valve 72 and the expansion valve 36 of the battery module 30. The second hydrogen valve 74 is an open / close valve that opens and closes the communication path, and allows the first hydrogen valve 73 and the battery module 30 to communicate with each other under the control of the controller 60.

同図に示すように、コンプレッサモータ72と燃料電池70との間の連通路には第1のエア用バルブ75が設けられている。この第1のエア用バルブ75は、コンプレッサモータ72のエアの供給先を切り替える切替バルブであり、一方の出口が燃料電池70の酸素導入口に直接連結されているのに対し、他方の出口が連通路を介して電池モジュール30の膨張用バルブ36に連通している。そして、この第1のエア用バルブ75は、コントローラ60の制御に従って、コンプレッサモータ72のエアの供給先を、燃料電池70又は電池モジュール30の何れかに切り替えることが可能となっている。   As shown in the figure, a first air valve 75 is provided in the communication path between the compressor motor 72 and the fuel cell 70. The first air valve 75 is a switching valve for switching the air supply destination of the compressor motor 72. One outlet is directly connected to the oxygen inlet of the fuel cell 70, whereas the other outlet is connected. It communicates with the expansion valve 36 of the battery module 30 through the communication path. The first air valve 75 can switch the air supply destination of the compressor motor 72 to either the fuel cell 70 or the battery module 30 under the control of the controller 60.

さらに、この第1のエア用バルブ75と電池モジュール30の膨張用バルブ36との間の連通路には第2のエア用バルブ76が設けられている。この第2のエア用バルブ76は、電池モジュール30へのエアの供給元を切り替える切替バルブであり、一方の入口が連通路を介して冷却装置50に連通しているのに対し、他方の入口が連通路を介して第1のエア用バルブ75に連通している。そして、この第2のエア用バルブ76は、コントローラ60の制御に従って、電池モジュール30へのエアの供給元を、冷却装置50又はコンプレッサモータ72の何れかに切り替えることが可能となっている。   Further, a second air valve 76 is provided in the communication path between the first air valve 75 and the expansion valve 36 of the battery module 30. The second air valve 76 is a switching valve that switches a supply source of air to the battery module 30. One inlet is in communication with the cooling device 50 through the communication path, whereas the other inlet is Communicates with the first air valve 75 via the communication path. The second air valve 76 can switch the supply source of air to the battery module 30 to either the cooling device 50 or the compressor motor 72 according to the control of the controller 60.

第1実施形態において詳述したメインバルブ52は、第2のエア用バルブ76と電池モジュール30の膨張用バルブ36との間の連通路に設けられており、第1実施形態と同様に、一方の出口が連通路を介して電池モジュール30の膨張用バルブ36に連通しているのに対し、他方の出口が連通路を介して当該電池モジュール30の冷却ダクト35に連通している。   The main valve 52 described in detail in the first embodiment is provided in a communication path between the second air valve 76 and the expansion valve 36 of the battery module 30, and, as in the first embodiment, The other outlet communicates with the expansion valve 36 of the battery module 30 via the communication path, whereas the other outlet communicates with the cooling duct 35 of the battery module 30 via the communication path.

以下に、例えば燃料電池自動車が急停止する等して大きな加速度が印加された場合における本実施形態に係るバッテリシステム1’の膨張動作処理について、図10に従って説明する。   Hereinafter, an expansion operation process of the battery system 1 ′ according to the present embodiment when a large acceleration is applied, for example, when the fuel cell vehicle suddenly stops will be described with reference to FIG. 10.

前提条件として、燃料電池自動車が通常走行している状態では、水素タンク71から水素含有ガスが燃料電池70に供給されるように第1の水素用バルブ73が切り替えられていると共に第2の水素用バルブ74が閉じられている。また、コンプレッサモータ72からエアが燃料電池70に供給されるように第1のエア用バルブ75が切り替えられており、冷却装置50から冷却用エアが電池モジュール30に供給されるように、第2のエア用バルブ76及びメインバルブ52が切り替えられている。また、第1実施形態と同様に、初期状態の膨張用バルブ36は、気体注入チューブ37を介して各膨張ゴム38に連通するように設定されており、筐体31の内部には連通していない。   As a precondition, in a state where the fuel cell vehicle is normally running, the first hydrogen valve 73 is switched and the second hydrogen is supplied so that the hydrogen-containing gas is supplied from the hydrogen tank 71 to the fuel cell 70. Valve 74 is closed. The first air valve 75 is switched so that air is supplied from the compressor motor 72 to the fuel cell 70, and the second air is supplied so that cooling air is supplied from the cooling device 50 to the battery module 30. The air valve 76 and the main valve 52 are switched. Similarly to the first embodiment, the expansion valve 36 in the initial state is set so as to communicate with each expansion rubber 38 via the gas injection tube 37, and communicates with the inside of the housing 31. Absent.

例えば燃料電池自動車の急停止等に伴って大きな加速度が印加されると、先ず、図10のステップS110において加速度センサ40が当該加速度を検出する。   For example, when a large acceleration is applied due to, for example, a sudden stop of the fuel cell vehicle, the acceleration sensor 40 first detects the acceleration in step S110 of FIG.

加速度センサ40による検出結果はコントローラ60に送出される。コントローラ60は、当該検出結果に基づいて、メインバルブ52、水素用バルブ73及び74、並びに、エア用バルブ75及び76を切り替える制御を行う(ステップS120)。   The detection result by the acceleration sensor 40 is sent to the controller 60. The controller 60 performs control to switch the main valve 52, the hydrogen valves 73 and 74, and the air valves 75 and 76 based on the detection result (step S120).

このステップS120における各バルブ52及び73〜76の具体的なバルブ切替動作としては次の通りである。即ち、メインバルブ52は、エアの供給先を電池モジュール30の冷却ダクト35から当該電池モジュール30の膨張用バルブ36に切り替える。第1の水素用バルブ73は、水素含有ガスの供給先を燃料電池70から電池モジュール30に切り替え、第2の水素用バルブ74は連通路を開放する。第1のエア用バルブ75は、エアの供給先を燃料電池70から電池モジュール30に切り替え、第2のエア用バルブ76は、エアの供給元を冷却装置50からコンプレッサモータ72に切り替える。   Specific valve switching operations of the valves 52 and 73 to 76 in step S120 are as follows. That is, the main valve 52 switches the air supply destination from the cooling duct 35 of the battery module 30 to the expansion valve 36 of the battery module 30. The first hydrogen valve 73 switches the supply destination of the hydrogen-containing gas from the fuel cell 70 to the battery module 30, and the second hydrogen valve 74 opens the communication path. The first air valve 75 switches the air supply destination from the fuel cell 70 to the battery module 30, and the second air valve 76 switches the air supply source from the cooling device 50 to the compressor motor 72.

このコントローラ60における各バルブ52及び73〜76の切替の判断手法としては、第1実施形態と同様に、例えば検出結果を所定閾値と比較する等の手法を挙げることが出来る。   As a method for determining the switching of the valves 52 and 73 to 76 in the controller 60, for example, a method of comparing the detection result with a predetermined threshold can be cited as in the first embodiment.

次いで、コントローラ60は、冷却ファンの回転を停止させるように冷却装置50を制御する(ステップS130)。   Next, the controller 60 controls the cooling device 50 to stop the rotation of the cooling fan (step S130).

一方、水素タンク71から各水素用バルブ73及び74を介して電池モジュール30の膨張用バルブ36に供給された水素含有ガス、及び、コンプレッサモータ72から各酸素用バルブ75及び76を介して電池モジュール30の膨張用バルブ36に供給されたエアは、さらに、電池モジュール30内において、気体注入チューブ37を介して各膨張ゴム38にそれぞれ供給され(ステップS140)、これにより各膨張ゴム38の内圧が上昇して膨張を開始する(ステップS150)。   On the other hand, the hydrogen-containing gas supplied from the hydrogen tank 71 through the hydrogen valves 73 and 74 to the expansion valve 36 of the battery module 30 and the battery module from the compressor motor 72 through the oxygen valves 75 and 76. The air supplied to the expansion valve 36 is further supplied to each expansion rubber 38 via the gas injection tube 37 in the battery module 30 (step S140), whereby the internal pressure of each expansion rubber 38 is increased. Ascend and start expanding (step S150).

上記のように供給された水素含有ガス及びエアにより各膨張ゴム38が膨張すると、電池モジュール30において各バスバ21及び異極端子104、105で囲まれた各空間Sが拡張される。ここで、電極端子104、105とバスバ21との接合部は外力に弱い構造となっていることから、膨張ゴム38の膨張による空間Sの拡張により当該接合部が容易に引き剥がされ、電極端子104、105とバスバ21とが電気的に遮断される(ステップS160)。   When each expansion rubber 38 is expanded by the hydrogen-containing gas and air supplied as described above, each space S surrounded by each bus bar 21 and the different polarity terminals 104 and 105 in the battery module 30 is expanded. Here, since the joint portion between the electrode terminals 104 and 105 and the bus bar 21 has a structure that is weak against external force, the joint portion is easily peeled off by the expansion of the space S due to the expansion of the expansion rubber 38, and the electrode terminal. 104 and 105 and the bus bar 21 are electrically disconnected (step S160).

このように、本実施形態に係るバッテリシステム1’では、燃料電池70に供給する水素含有ガス及びエアを膨張用流体として利用して膨張ゴム38を膨張させる。そして、膨張ゴム38を膨張させ空間Sを拡張させることにより、薄型電池10の電極端子104、105とバスバ21との接合部を引き剥がす。これにより、電池モジュール内の直列接続を短絡させ、薄型電池同士を分離させることが可能となっている。   Thus, in the battery system 1 ′ according to the present embodiment, the expansion rubber 38 is expanded by using the hydrogen-containing gas and air supplied to the fuel cell 70 as the expansion fluid. Then, by expanding the expansion rubber 38 and expanding the space S, the joint portion between the electrode terminals 104 and 105 of the thin battery 10 and the bus bar 21 is peeled off. Thereby, the serial connection in a battery module is short-circuited, and thin batteries can be separated from each other.

電極端子104、105とバスバ21との接合部が剥がれたら(当該接合部を引き剥がすのに十分な量の水素含有ガス及びエアが供給されたら)、コントローラ60は、水素含有ガス及びエアの供給先を気体注入チューブ37から筐体31の内部に切り替えるように膨張用バルブ36に制御指令を送出する。膨張用バルブ36は、この制御指令に従って、バルブを切り替えて膨張用エアを筐体31の内部に供給する。この際、ステップS120にて、電池モジュール30に水素タンク71及びコンプレッサモータ72から水素含有ガス及びエアが供給されるように、各バルブ52及び73〜76が切り替えられているので、筐体31の内圧が上昇し、ベローズ32が所定方向に伸長して筐体31が膨張する(ステップS170)。   When the joint between the electrode terminals 104 and 105 and the bus bar 21 is peeled off (when a sufficient amount of hydrogen-containing gas and air is supplied to peel off the joint), the controller 60 supplies the hydrogen-containing gas and air. A control command is sent to the expansion valve 36 so that the tip is switched from the gas injection tube 37 to the inside of the housing 31. The expansion valve 36 switches the valve in accordance with this control command and supplies the expansion air into the housing 31. At this time, in step S120, the valves 52 and 73 to 76 are switched so that the hydrogen-containing gas and air are supplied to the battery module 30 from the hydrogen tank 71 and the compressor motor 72. The internal pressure rises, the bellows 32 extends in a predetermined direction, and the housing 31 expands (step S170).

このように、本実施形態に係るバッテリシステム1’では、燃料電池70のために設けられた水素タンク71やコンプレッサモータ72から供給される水素含有ガスやエアを膨張用流体として利用して筐体31の内圧を上昇させベローズ32を伸長させることにより、筐体31を膨張させる。このように膨張した筐体31により、印可された加速度を吸収することが出来るので、電池モジュール30の車室内への侵入をより効果的に防止することが可能となる。   As described above, in the battery system 1 ′ according to the present embodiment, the hydrogen containing gas or air supplied from the hydrogen tank 71 or the compressor motor 72 provided for the fuel cell 70 is used as the expansion fluid. The casing 31 is inflated by increasing the internal pressure of 31 and extending the bellows 32. Since the applied acceleration can be absorbed by the casing 31 thus expanded, it is possible to more effectively prevent the battery module 30 from entering the vehicle interior.

[第3実施形態]
図11は本発明の第3実施形態に係るバッテリシステムの全体構成を示す図、図12は本発明の第3実施形態に係るバッテリシステムにおける膨張動作処理を示すフローチャートである。なお、図11において、排気ガスの流れを実線で示し、加速度検出信号や制御用指令信号の流れは一点鎖線で示している。
[Third Embodiment]
FIG. 11 is a diagram showing an overall configuration of a battery system according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a flowchart showing expansion operation processing in the battery system according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 11, the flow of the exhaust gas is shown by a solid line, and the flow of the acceleration detection signal and the control command signal is shown by a one-dot chain line.

本発明の第3実施形態では、動力源としてエンジン80と、特に図示しない駆動用モータとを備え、状況に応じてこれらを同時に又は個々に作動させて走行するハイブリッド電気自動車(被搭載物)に適用した場合のバッテリシステム1”について説明する。   In the third embodiment of the present invention, a hybrid electric vehicle (mounting object) that includes an engine 80 as a power source and a drive motor (not shown) as a power source and that is operated simultaneously or individually depending on the situation. The battery system 1 ″ when applied will be described.

本実施形態に係るバッテリシステム1”は、図11に示すように、10個のサブアッセンブリ20a〜20jを有する電池モジュール30と、この電池モジュール30に印可される加速度を検出する加速度センサ40と、動力源であるエンジン80と、特に図示しないエキゾースト・マニホールドやエキゾースト・パイプを介してこのエンジン80に連結されたマフラー81と、このマフラー81と電池モジュール30との間の連通路を開閉する開閉バルブ82と、エンジン80の回転数や開閉バルブ82の開閉を制御するコントローラ60と、を備えている。なお、本実施形態に係るバッテリシステム1”の電池モジュール30及び加速度センサ40は、第1実施形態において説明したものと同一の構成である。また、図11において、排気ガスの流れを実線で示し、加速度検出信号及び制御用指令信号の流れは一点鎖線で示している。   As shown in FIG. 11, the battery system 1 ″ according to the present embodiment includes a battery module 30 having ten subassemblies 20a to 20j, an acceleration sensor 40 that detects acceleration applied to the battery module 30, An engine 80 as a power source, a muffler 81 connected to the engine 80 via an exhaust manifold or an exhaust pipe (not shown), and an opening / closing valve for opening and closing a communication path between the muffler 81 and the battery module 30 82, and a controller 60 that controls the number of revolutions of the engine 80 and the opening / closing of the opening / closing valve 82. The battery module 30 and the acceleration sensor 40 of the battery system 1 ″ according to this embodiment are the first embodiment. It is the same structure as what was demonstrated in the form. In FIG. 11, the flow of the exhaust gas is shown by a solid line, and the flow of the acceleration detection signal and the control command signal is shown by a one-dot chain line.

エンジン80は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。このエンジン80で発生した排気ガスは、特に図示しないエキゾースト・マニホールドやエキゾースト・パイプを介してマフラー81に導かれる。そして、このマフラー81で排気ガスの温度及び圧力が低減されて消音され、車外に排気されるようになっている。   The engine 80 is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. Exhaust gas generated by the engine 80 is guided to the muffler 81 through an exhaust manifold and an exhaust pipe (not shown). The muffler 81 reduces the temperature and pressure of the exhaust gas to mute it, and exhausts it outside the vehicle.

さらに、本実施形態では、このマフラー81の内部と電池モジュール30の膨張用バルブ36とが連通するように連通路が設けられており、開閉バルブ82がこの連通路を開閉可能に設けられている。   Furthermore, in this embodiment, a communication path is provided so that the inside of the muffler 81 and the expansion valve 36 of the battery module 30 communicate with each other, and an open / close valve 82 is provided so as to be able to open and close the communication path. .

以下に、例えばハイブリッド電気自動車が急停止する等して大きな加速度が印加された場合における本実施形態に係るバッテリシステム1”の膨張動作処理について、図12に従って説明する。   Hereinafter, an expansion operation process of the battery system 1 ″ according to the present embodiment when a large acceleration is applied, for example, when the hybrid electric vehicle suddenly stops will be described with reference to FIG.

前提条件として、ハイブリッド電気自動車が通常走行している状態では、開閉バルブ82は閉じられており、マフラー81と電池モジュール30の膨張用バルブ36とは連通していない。また、第1実施形態と同様に、初期状態の膨張用バルブ36は、気体注入チューブ37を介して各膨張ゴム38に連通するように設定されており、筐体31の内部には連通してない。   As a precondition, when the hybrid electric vehicle is running normally, the opening / closing valve 82 is closed, and the muffler 81 and the expansion valve 36 of the battery module 30 are not in communication. Similarly to the first embodiment, the expansion valve 36 in the initial state is set to communicate with each expansion rubber 38 via the gas injection tube 37, and communicates with the inside of the housing 31. Absent.

例えばハイブリッド電気自動車の急停止等に伴って大きな加速度が印加されると、先ず、図12のステップS210において加速度センサ40が当該加速度を検出する。   For example, when a large acceleration is applied due to, for example, a sudden stop of the hybrid electric vehicle, first, the acceleration sensor 40 detects the acceleration in step S210 of FIG.

加速度センサ40により検出結果はコントローラ60に送出される。コントローラ60は、当該検出結果に基づいて、開閉バルブ82を開放させる制御を行う(ステップS220)。このコントローラ60における開閉バルブ82の開閉の判断手法としては、第1実施形態と同様に、例えば検出結果を所定閾値と比較する等の手法を挙げることが出来る。   The detection result is sent to the controller 60 by the acceleration sensor 40. The controller 60 performs control to open the opening / closing valve 82 based on the detection result (step S220). As a method for determining the opening / closing of the opening / closing valve 82 in the controller 60, for example, a method of comparing the detection result with a predetermined threshold can be cited as in the first embodiment.

開閉バルブ82のバルブ開放動作によりマフラー81と電池モジュール30とが連通し、エンジン80からマフラー81を介して電池モジュール30の膨張用バルブ36に排気ガスが供給される(ステップS230)。なお、この際、コントローラ60がエンジン80に対して回転数を上昇させるような制御を行っても良く、これにより電池モジュール30に供給される排気ガスの圧力を増加させることが出来る。   The opening operation of the opening / closing valve 82 causes the muffler 81 and the battery module 30 to communicate with each other, and exhaust gas is supplied from the engine 80 to the expansion valve 36 of the battery module 30 via the muffler 81 (step S230). At this time, the controller 60 may control the engine 80 to increase the rotational speed, thereby increasing the pressure of the exhaust gas supplied to the battery module 30.

電池モジュール30の膨張用バルブ36に供給された排気ガスは、さらに、電池モジュール30内において、気体注入チューブ37を介して各膨張ゴム38にそれぞれ供給され、これにより各膨張ゴム38の内圧が上昇して膨張を開始する(ステップS240)。   The exhaust gas supplied to the expansion valve 36 of the battery module 30 is further supplied to each expansion rubber 38 via the gas injection tube 37 in the battery module 30, thereby increasing the internal pressure of each expansion rubber 38. Then, expansion is started (step S240).

上記のように供給された排気ガスにより各膨張ゴム38が膨張すると、電池モジュール30において各バスバ21及び異極端子104、105で囲まれた各空間Sが拡張される。ここで、電極端子104、105とバスバ21との接合部は外力に弱い構造となっていることから、膨張ゴム38の膨張による空間Sの拡張により当該接合部が容易に引き剥がされ、電極端子104、105とバスバ21とが電気的に遮断される(ステップS250)。   When each expansion rubber 38 is expanded by the exhaust gas supplied as described above, each space S surrounded by each bus bar 21 and the different polarity terminals 104 and 105 in the battery module 30 is expanded. Here, since the joint portion between the electrode terminals 104 and 105 and the bus bar 21 has a structure that is weak against external force, the joint portion is easily peeled off by the expansion of the space S due to the expansion of the expansion rubber 38, and the electrode terminal. 104 and 105 and the bus bar 21 are electrically disconnected (step S250).

このように、本実施形態に係るバッテリシステム1”では、マフラー81を介してエンジン80から排気される排気ガスを膨張用流体として利用して膨張ゴム38を膨張させる。そして、膨張ゴム38を膨張させ空間Sを拡張させることにより、薄型電池10の電極端子104、105とバスバ21との接合部を引き剥がす。これにより、電池モジュール内の直列接続を短絡させ、薄型電池同士を分離させることが可能となっている。   As described above, in the battery system 1 ″ according to the present embodiment, the expansion rubber 38 is expanded using the exhaust gas exhausted from the engine 80 via the muffler 81 as the expansion fluid. By extending the space S, the joint between the electrode terminals 104 and 105 of the thin battery 10 and the bus bar 21 is peeled off, whereby the series connection in the battery module is short-circuited and the thin batteries are separated from each other. It is possible.

電極端子104、105とバスバ21との接合部が剥がれたら(当該接合部を引き剥がすのに十分な量の排気ガスが供給されたら)、コントローラ60は、排気ガスの供給先を気体注入チューブ37から筐体31内部に切り替えるように膨張用バルブ36に制御指令を送出する。膨張用バルブ36は、この制御指令に従って、バルブを切り替えて排気ガスを筐体31の内部に供給する。この際、ステップS220にて、マフラー81を介してエンジン80から排気ガスが供給されるように開閉バルブ82が開放されているので、筐体31の内圧が上昇し、ベローズ32が所定方向に伸長して筐体31が膨張する(S260)。特に、ステップS230にて、コントローラ60によりエンジン80に対して回転数を上昇させる制御が行われているような場合には、より迅速に筐体31の内圧を上昇させることが出来る。   When the joint between the electrode terminals 104 and 105 and the bus bar 21 is peeled off (when a sufficient amount of exhaust gas is supplied to peel off the joint), the controller 60 supplies the exhaust gas to the gas injection tube 37. A control command is sent to the expansion valve 36 so as to switch from the inside to the inside of the casing 31. The expansion valve 36 switches the valve in accordance with this control command and supplies exhaust gas into the housing 31. At this time, since the open / close valve 82 is opened so that the exhaust gas is supplied from the engine 80 via the muffler 81 in step S220, the internal pressure of the housing 31 rises and the bellows 32 extends in a predetermined direction. Then, the casing 31 expands (S260). In particular, in step S230, when the controller 60 controls the engine 80 to increase the rotational speed, the internal pressure of the housing 31 can be increased more quickly.

このように、本実施形態に係るバッテリシステム1”では、マフラー81を介してエンジン80から排気される排気ガスを膨張用流体として利用して筐体31の内圧を上昇させベローズ32を伸長させることにより、筐体31を膨張させる。このように膨張した筐体31により、印可された加速度を吸収することが出来るので、電池モジュール30の車室内への侵入をより効果的に防止することが可能となる。   Thus, in the battery system 1 ″ according to the present embodiment, the exhaust gas exhausted from the engine 80 via the muffler 81 is used as an expansion fluid to increase the internal pressure of the casing 31 and extend the bellows 32. Thus, the casing 31 is expanded, and the applied acceleration can be absorbed by the casing 31 thus expanded, so that the battery module 30 can be more effectively prevented from entering the vehicle interior. It becomes.

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

図1は、本発明の実施形態における薄型電池の全体の平面図である。FIG. 1 is an overall plan view of a thin battery according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1のII-II線に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 図3は、本発明の実施形態における電池モジュールを示す一部分解斜視図である。FIG. 3 is a partially exploded perspective view showing the battery module in the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施形態における電池モジュールの概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the battery module in the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施形態における電池モジュールの外観を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an appearance of the battery module in the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1実施形態に係るバッテリシステムの全体構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration of the battery system according to the first embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第1実施形態に係るバッテリシステムを搭載した電気自動車を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing an electric vehicle equipped with the battery system according to the first embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第1実施形態に係るバッテリシステムにおける膨張動作処理を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an expansion operation process in the battery system according to the first embodiment of the present invention. 図9は、本発明の第2実施形態に係るバッテリシステムの全体構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing the overall configuration of the battery system according to the second embodiment of the present invention. 図10は、本発明の第2実施形態に係るバッテリシステムにおける膨張動作処理を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing an expansion operation process in the battery system according to the second embodiment of the present invention. 図11は、本発明の第3実施形態に係るバッテリシステムの全体構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the overall configuration of the battery system according to the third embodiment of the present invention. 図12は、本発明の第3実施形態に係るバッテリシステムにおける膨張動作処理を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing an expansion operation process in the battery system according to the third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…バッテリシステム
10…薄型電池
101…正極板
101a…正極側集電体
101b、101c…正極層
102…セパレータ
103…負極板
103a…負極側集電体
103b、103c…負極層
104…正極端子
105…負極端子
106…上部電池外装
107…下部電池外装
20…サブアッセンブリ
21…バスバ
30…電池モジュール
31…筐体
32…ベローズ
33、34…外部端子
35…冷却ダクト
36…膨張用バルブ
37…気体注入チューブ
38…膨張ゴム
40…加速度センサ
50…冷却装置
51…冷却装置用電源
52…メインバルブ
60…コントローラ
70…燃料電池
71…水素タンク
72…コンプレッサモータ
73、74…水素用バルブ
75、76…エア用バルブ
80…エンジン
81…マフラー
82…開閉バルブ
C…電気自動車
M…駆動用モータ
S…空間

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery system 10 ... Thin battery 101 ... Positive electrode plate 101a ... Positive electrode side collector 101b, 101c ... Positive electrode layer 102 ... Separator 103 ... Negative electrode plate 103a ... Negative electrode side collector 103b, 103c ... Negative electrode layer 104 ... Positive electrode terminal 105 ... Negative electrode terminal 106 ... Upper battery exterior 107 ... Lower battery exterior 20 ... Subassembly 21 ... Bus bar 30 ... Battery module 31 ... Housing 32 ... Bellows 33, 34 ... External terminal 35 ... Cooling duct 36 ... Expansion valve 37 ... Gas injection Tube 38 ... Expanded rubber 40 ... Acceleration sensor 50 ... Cooling device 51 ... Cooling device power supply 52 ... Main valve 60 ... Controller 70 ... Fuel cell 71 ... Hydrogen tank 72 ... Compressor motor 73, 74 ... Hydrogen valve 75, 76 ... Air Valve 80 ... engine 81 ... muffler 82 ... open / close valve C ... Electric vehicle M ... Drive motor S ... Space

Claims (6)

正極端子と負極端子とが電池外装の外周縁から導出する薄型電池が複数並設され、これら薄型電池それぞれの正極端子又は負極端子の一方の同極端子同士が一対のバスバにより電気的に並列接続され、これら薄型電池及びバスバ対からなるサブアッセンブリが複数積層されて電気的に直列接続され、当該複数のサブアッセンブリが筐体の内部に気密状態で収容された電池モジュールと、
前記電池モジュールが搭載された被搭載物に印加された加速度を検出する加速度検出手段と、
流体により膨張可能であり、前記電池モジュールの所定部位を膨張させる膨張手段と、
前記膨張手段に流体を供給する流体供給手段と、
前記加速度検出手段の検出結果に基づいて前記流体供給手段の制御を行う制御手段と、を備えたバッテリシステム。
A plurality of thin batteries in which a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are led out from the outer periphery of the battery exterior are arranged side by side, and one of the positive terminals of each of the thin batteries is connected in parallel electrically by a pair of bus bars. A battery module in which a plurality of subassemblies consisting of these thin batteries and bus bar pairs are stacked and electrically connected in series, and the plurality of subassemblies are housed in an airtight state inside the housing;
Acceleration detecting means for detecting an acceleration applied to an object on which the battery module is mounted;
An expansion means that is expandable by a fluid, and expands a predetermined portion of the battery module;
Fluid supply means for supplying fluid to the expansion means;
And a control unit that controls the fluid supply unit based on a detection result of the acceleration detection unit.
前記膨張手段は、相互に積層された前記薄型電池の電極端子と、当該電極端子に接合されたバスバとにより囲まれた空間を膨張させる膨張部材を含み、
前記制御手段は、前記加速度検出手段の検出結果に基づいて、前記膨張部材の内部に流体を供給するように前記流体供給手段を制御する請求項1記載のバッテリシステム。
The expansion means includes an expansion member that expands a space surrounded by electrode terminals of the thin battery stacked on each other and a bus bar joined to the electrode terminals,
The battery system according to claim 1, wherein the control unit controls the fluid supply unit to supply a fluid to the inside of the expansion member based on a detection result of the acceleration detection unit.
前記膨張手段は、前記筐体を所定方向に伸長させるように前記筐体に設けられた蛇腹部を含み、
前記制御手段は、前記加速度検出手段の検出結果に基づいて、前記筐体の内部に流体を供給するように前記流体供給手段を制御する請求項1又は2記載のバッテリシステム。
The expansion means includes a bellows portion provided in the casing so as to extend the casing in a predetermined direction,
The battery system according to claim 1, wherein the control unit controls the fluid supply unit so as to supply a fluid to the inside of the housing based on a detection result of the acceleration detection unit.
前記流体供給手段は、
前記電池モジュールを冷却するための冷却手段と、
前記冷却手段の流体の供給先を、前記電池モジュールを冷却するための冷却用流路、又は、前記膨張手段の何れかに切替可能なバルブと、を含む請求項1〜3の何れかに記載のバッテリシステム。
The fluid supply means includes
Cooling means for cooling the battery module;
The supply destination of the fluid of the cooling means includes a cooling channel for cooling the battery module or a valve that can be switched to either the expansion means. Battery system.
前記流体供給手段は、
燃料電池に水素を供給する水素供給手段と、
前記水素供給手段の水素の供給先を、前記燃料電池又は前記膨張手段の何れかに切替可能な水素用バルブと、
前記燃料電池に酸素を供給する酸素供給手段と、
前記酸素供給手段の酸素の供給先を、前記燃料電池又は前記膨張手段の何れかに切替可能な空気用バルブと、を含む請求項1〜3の何れかに記載のバッテリシステム。
The fluid supply means includes
Hydrogen supply means for supplying hydrogen to the fuel cell;
A hydrogen valve capable of switching the hydrogen supply destination of the hydrogen supply means to either the fuel cell or the expansion means;
Oxygen supply means for supplying oxygen to the fuel cell;
The battery system according to any one of claims 1 to 3, further comprising an air valve capable of switching an oxygen supply destination of the oxygen supply means to either the fuel cell or the expansion means.
前記流体供給手段は、
内燃機関と、
前記内燃機関から排気された排気ガスを前記膨張手段に供給可能なバルブと、を含む請求項1〜3の何れかに記載のバッテリシステム。

The fluid supply means includes
An internal combustion engine;
A battery system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a valve capable of supplying exhaust gas exhausted from the internal combustion engine to the expansion means.

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