JP2013118071A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池モジュールに関するものである。 The present invention relates to a battery module.
複数の電池と、複数の電池のそれぞれに対応して設けられ、複数の電池のそれぞれの劣化情報を記憶する複数のメモリとを備え、電池は一対の電極と当該一対の電極を外部からシールドする外装部とを備え、当該メモリを外装部の内側に設けた電池パックが知られている(特許文献1)。 A plurality of batteries and a plurality of memories provided corresponding to each of the plurality of batteries and storing deterioration information of each of the plurality of batteries are provided, and the battery shields the pair of electrodes and the pair of electrodes from the outside. A battery pack including an exterior part and having the memory provided inside the exterior part is known (Patent Document 1).
しかしながら、上記の電池パックでは、メモリ及び電池の具体的な構造が開示されておらず、電池パックに含まれる電極、発電要素などの部材やメモリ自体が破損せずに、メモリが電池パックから取り出されて交換された場合には、メモリに記憶された情報の信頼性が保障できないという問題があった。 However, in the above battery pack, the specific structures of the memory and the battery are not disclosed, and the memory is removed from the battery pack without damaging the electrodes, power generation elements, or the like included in the battery pack or the memory itself. If the information is exchanged, the reliability of the information stored in the memory cannot be guaranteed.
本発明が解決しようとする課題は、電池モジュールを再利用した場合における、電池情報管理部の情報の信頼性を高める電池モジュールを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a battery module that improves the reliability of information in the battery information management unit when the battery module is reused.
本発明は、単電池に関する情報を管理する電子部品を含む電池情報管理部と、電池情報管理部と電池モジュールを構成する部材とを接合する接合部とを備え、接合部の接合強度を電池情報管理部の降伏応力より大きくすることによって上記課題を解決する。 The present invention includes a battery information management unit including an electronic component that manages information related to a single cell, and a joint that joins the battery information management unit and a member constituting the battery module, and the joint strength of the joint is determined by the battery information. The above-mentioned problem is solved by making it larger than the yield stress of the management part.
本発明によれば、電池情報管理部を電池モジュールから取り外そうとした場合には、電池情報管理部が正常に取り外される前に、電池情報管理部が破損するため、電池モジュールの不正な再利用を防ぎ、その結果として、電池情報管理部の情報の信頼性を高めることができる。 According to the present invention, when an attempt is made to remove the battery information management unit from the battery module, the battery information management unit is damaged before the battery information management unit is normally removed. As a result, the reliability of the information of the battery information management unit can be improved.
以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
《第1実施形態》
本例の電池モジュールに含まれる扁平型の単電池101について、図1を用いて説明する。図1は単電池101の平面図を示す。単電池101は、リチウムイオン系、平板状、積層タイプのラミネート型の二次電池(薄型電池)であり、正極板と、セパレータと、負極板と、正極端子111(正極端子)と、負極端子112(負極端子)と、上部外装部材113と、下部外装部材114と、特に図示しない電解質とから構成されている。なお、正極板、セパレータ及び負極板はそれぞれ1枚に限らず、複数枚で構成されてもよい。
<< First Embodiment >>
A
正極板、セパレータ、負極板および電解質が発電要素115を構成し、また、正極板、負極板が電極板を構成し、上部外装部材113および下部外装部材114が一対の外装部材を構成する。
The positive electrode plate, the separator, the negative electrode plate, and the electrolyte constitute the
発電要素115を構成する正極板は、正極端子111まで伸びている正極側集電体と、正極側集電体の一部の両主面にそれぞれ形成された正極層とを有する。なお、正極板の正極層は、正極側集電体の全体の両主面に亘って形成されているのではなく、正極板、セパレータおよび負極板を積層して発電要素115を構成する際に、正極板においてセパレータに実質的に重なる部分のみに正極層が形成されている。
The positive electrode plate constituting the
正極板の正極側集電体は、たとえばアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、または、ニッケル箔等の電気化学的に安定した金属箔から構成されている。また、正極板の正極層は、たとえば、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)、または、コバルト酸リチウム(LiCoO2)等のリチウム複合酸化物や、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、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン等の接着剤と、溶剤とを混合したものを、正極側集電体の一部の両主面に塗布し、乾燥および圧延することにより形成されている。 The positive electrode side current collector of the positive electrode plate is made of an electrochemically stable metal foil such as an aluminum foil, an aluminum alloy foil, a copper foil, or a nickel foil. In addition, the positive electrode layer of the positive electrode plate may be, for example, a lithium composite oxide such as lithium nickelate (LiNiO2), lithium manganate (LiMnO2), or lithium cobaltate (LiCoO2), or a chalcogen (S, Se, Te) compound. A mixture of a positive electrode active material such as carbon black and the like, a conductive agent such as carbon black, an adhesive such as an aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene, and a solvent. It is formed by applying to, drying and rolling.
発電要素115を構成する負極板は、負極端子112まで伸びている負極側集電体と、当該負極側集電体の一部の両主面にそれぞれ形成された負極層とを有する。なお、負極板の負極層も、負極側集電体の全体の両主面に亘って形成されているのではなく、発電要素115を構成する際に、負極板においてセパレータに実質的に重なる部分のみに負極層が形成されている。
The negative electrode plate constituting the
負極板の負極側集電体は、たとえばニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、または、鉄箔等の電気化学的に安定した金属箔から構成されている。また、負極板の負極層は、たとえば非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、または、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およ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の一部の両主面に塗布し、乾燥および圧延させることにより形成されている。 The negative electrode side current collector of the negative electrode plate is made of an electrochemically stable metal foil such as nickel foil, copper foil, stainless steel foil, or iron foil. In addition, the negative electrode layer of the negative electrode plate is, for example, a negative electrode active material that occludes and releases lithium ions of the positive electrode active material, such as amorphous carbon, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, or graphite. Mixing an aqueous dispersion of styrene butadiene rubber resin powder as a precursor material of an organic fired body, drying and then pulverizing, the carbon material surface carrying carbonized styrene butadiene rubber as the main material, This is formed by further mixing a binder such as an acrylic resin emulsion, applying the mixture to both main surfaces of a part of the negative electrode side current collector, and drying and rolling.
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115のセパレータは、上述した正極板と負極板との短絡を防止するものであり、電解質を保持する機能を備えてもよい。このセパレータ12は、たとえばポリエチレン(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。なお、本例に係るセパレータは、ポリオレフィン等の単層膜にのみ限られず、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膜と有機不織布等を積層したものも用いることができる。
The separator of the
以上の発電要素115は、セパレータを介して正極板及び負極板が積層されてなる。そして、正極板は、正極側集電体を介して、金属箔製の正極端子111にそれぞれ接続される一方で、負極板は、負極側集電体を介して、同様に金属箔製の負極端子112にそれぞれ接続されている。
The
なお、正極端子111も負極端子112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111としては、上述の正極側集電体と同様に、たとえば厚さ0.2mm程度のアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、またはニッケル箔等を挙げることができる。また、負極端子112としては、上述の負極側集電体と同様に、たとえば厚さ0.2mm程度のニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、または、鉄箔等を挙げることができる。
The
上述した発電要素115は、上部外装部材113および下部外装部材114に収容されて封止されている。特に図示はしないが、本例の上部外装部材113および下部外装部材114は何れも、単電池101の内側から外側に向かって、たとえばポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、または、アイオノマー等の耐電解質性およ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、たと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、たとえばポリアミド系樹脂又は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で構成されている外側層と、の三層構造とされている。
The
したがって、上部外装部材113および下部外装部材114は何れも、たとえばアルミニウム箔等金属箔の一方の面(扁平型電池の内側面)をポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、またはアイオノマー等の樹脂でラミネートし、他方の面(扁平型電池の外側面)をポリアミド系樹脂またはポリエステル系樹脂でラミネートした、樹脂−金属薄膜ラミネート材等の可撓性を有する材料で形成されている。
Therefore, both the
これらの外装部材13,14によって、上述した発電要素115、電極端子111の一部および電極端子112の一部を包み込み、当該外装部材113,114により形成される内部空間に、有機液体溶媒に過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウムや六フッ化リン酸リチウム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113,114により形成される空間を吸引して真空状態とした後に、外装部材113,114の外周縁を熱プレスにより熱融着して封止する。
These exterior members 13, 14 enclose the
次に図2を用いて、図1の単電池101を積層した電池構造体について説明する。図2は、単電池101及び単電池201の斜視図である。
Next, a battery structure in which the
図2に示す単電池101は、端部に板状の電極端子111を有し、電極端子111の逆向きの端部に板状の電極端子112が、それぞれ電池の外方に向けて設けられている。電極端子111は陽極を、電極端子112は陰極の極性を有している。なお、図2の電極端子111、112は、図1の電極端子111、112の先端部分を加工することで形成してもよく、また別途の電極を図1の電極端子111、112に接続することで形成してもよい。
The
スペーサ121とスペーサ122が電極端子111を狭持し、スペーサ123とスペーサ124は電極端子112を狭持する。スペーサは絶縁性を有しており、単電極101と積層される単電池201との間の絶縁性を保つ。出力端子131は、電極端子111と電気的に接続されており、図3に示す電池モジュールの出力端子131となる。
The
単電池201は、単電池101の上面より積層される。スペーサ221は、単電池201の電極端子211を上下から狭持するスペーサであって、下側のスペーサを示す。スペーサ223は、単電池201の電極端子212を上下から狭持するスペーサであって、同様に下側のスペーサを示している。電極端子211は陰極の極性を有し、電極端子212は陽極の極性を有す。単電池101と単電池201が積層される際は、電極端子111と電極端子211が電気的に接続される。これにより、単電池101と単電池201は、直列に接続され、積層される。よって、スペーサ122、221が設けられている部分には、単電池101と201の積層方向に隙間が設けられることとなる。
The
なお、図2は、2個の単電池101,201を積層した状態のみを示したが、3個以上の単電池を積層する場合は、別の単電池が、単電池の上面より積層され、別の単電池の正極の電極端子は電極端子212と接続する。これにより、3個の単電池が直列接続に積層する。
FIG. 2 shows only the state in which the two
図3は、本実施形態に係る電池モジュール3を示す分解斜視図である。図4は、電池モジュール3及び蓋体4の斜視図である。この電池モジュール3の単電池301は、図2に示す単電池101、201を複数積層したものである。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the
単電池301の一端には、陽極、陰極それぞれの出力端子131、132が接続される。絶縁カバー302は、出力端子131及び132が接続された単電池301の端面側に取り付けられ、電極端子を覆い、電極端子と単電池外部との間の絶縁性を保つ。同様に絶縁カバー303は、出力端子131、132の接続面とは逆側に取り付けられ、電極端子を覆う。スペーサ304、305は、図2のスペーサ121〜124を積層することで形成され、単電池301の間に配置され、単電池301を所定の位置に固定する。
One end of the
ケース360は、アッパーケース361とロアケース362を有し、図示するようにロアケース362に単電池301等のアッセンブリを入れ、アッパーケース361の開口部とロアケース362とをカシメ加工することで、単電池301及びスペーサ304、5等が収容される。ケース360は、薄板スチール板により形成される。
The
差込口307は、絶縁カバー302の中央部分に設けられ、後述する蓋体4と嵌合する。蓋体4が差込口に307に嵌合されると、単電池301と、蓋体4に収容されているセルコントローラ(ADC:Autonomous Decentralized Cell Controller)とが電気的に接続される。
The
次に図4及び図5を用いて、電池モジュール3のうち、差込口307と蓋体4との接合部分について説明する。図5は図4のV線に沿う部分断面図である。
Next, using FIG. 4 and FIG. 5, a joint portion between the
蓋体4は、電池モジュール3の側面に沿う、板状の板部41と、筒部42とを有しており、電池モジュール3の側面で後述するセルコントローラ5を覆う部材である。筒部42は、中を空洞とした直方体の形状であり、上面421及び下面422を含む4つの面で構成されている。また筒部42は、板部41の平面部から発電要素115に向かって延在している。板部41は、筒部42の複数の開口部のうち、一方の開口部を覆い、板部41は当該一方の開口部より大きくなるよう形成されている。板部41及び筒部42は一体に形成されており、例えば樹脂等により形成されている。
The
板部41は、複数の切り込み部41aを有している。切り込み部41aは板部41の一部に切り込み(ミシン目)を入れることで形成され、切り込み部41aが形成された部分の厚さは、切り込み部41aが形成されていない他の板部41の厚さより小さくなる。切り込み部41aは、板部41の内側の面(電池モジュール3の内側を向いた面)から、板部41の内部に向けて切り欠かれている。
The plate portion 41 has a plurality of
上面421及び下面422は、凸部421b及び凸部422bをそれぞれ有している。凸部421b、422bは絶縁カバー302の凹部302cと嵌合する形状である。凸部421bは、上面421の平面部分から突起した形状であって、蓋体4の挿入方向側には傾斜面を、当該挿入方向と反対側には当該平面部分に対して垂直な垂直面を有している。凸部422bは、凸部421bと同様な形状である。
The
凹部302cは、絶縁カバー302のうち、差込口307に形成されており、差込口307の内面から絶縁カバー302の内部に向けて凹んだ形状に形成されている。また凹部302cは凸部421b、422bと係合する形状であって、凸部421b、422bを係止する部材となる。また凹部302cは、凸部421b、422bの斜面と対応した斜面と、凸部421b、422bの垂直面と対応した垂直面とを有している。
The recessed
筒部42は、差込口307の形状と合うように形成されており、蓋体4が差込口307に完全に挿入されると、板部41が、差込口307の開口部分を覆うようになる。また、凸部421b、422bが凹部302cと係合する。凸部421b、422b及び凹部302cは、上記のように傾斜面と垂直面とを有することで、蓋体4を差込口307に取り付け可能にしつつ、蓋体を差込口307から取り外し不能にする構造となる。そのため、蓋体4が差込口307に完全に挿入された後は、蓋体4は、蓋体4等を破損させない限り、差込口307から取り外しできない構造になっている。
The
蓋体42の内部には、セルコントローラ5が設けられている。セルコントローラ5は、基板と、基板に実装される電子部品(不図示)とを有している。セルコントローラ5は、単電池301に関する情報を管理する管理部であって、例えば、電池モジュール1に含まれる単電池301の電圧等を検出することで単電池301の状態を測定する機能、単電池301又は電池モジュール1毎に割当てられている識別情報を記憶する機能、単電池301を充電又は放電することで単電池の容量を調整する機能等を有している。単電池301又は電池モジュール1の識別情報は、単電池301又は電池モジュール3の信用情報の一つとなる。また信用情報には、単電池301又は電池モジュール3の劣化情報や使用履歴の情報、あるいは、単電池301又は電池モジュール3が真正品であることを示す情報などが含まれ、当該信用情報もセルコントローラ5により管理されてもよい。
A
ここで、図6を用いてセルコントローラ5の基本的な構成を説明する。図6はセルコントローラ5のブロック図である。セルコントローラ5は、演算部501、センサ502、スイッチ(SW)503、メモリ504、及び、通信部505を有している。演算部501は、CPU等を備え、セルコントローラ5の制御部の中心部であり、またセンサの502の検出値から電池301の容量を演算し、管理する。センサ502は単電池301の端子間と電気的に接続されており、例えば電圧センサなどで構成される。
Here, a basic configuration of the
スイッチ503は容量調整用のスイッチであり、単電池301の端子間に接続されている。セルコントローラ5は当該スイッチをオンにすることで、単電池301と図示しない容量調整用の抵抗とを導通させて、単電池301を放電させることで、単電池301の容量を調整する。メモリ504は、セルコントローラ301が管理する単電池301に関する情報、例えば識別情報や容量の情報、劣化情報などを記憶する記憶部である。通信部505は、メモリ504に記憶されている情報や、演算部501で管理されている情報など、単電池301に関する情報を外部に送信し、外部からの信号を受信する通信部である。
The
図5に戻り、セルコントローラ5の電源は、単電池301からとっている。すなわち、蓋体4が差込口307に挿入されると、セルコントローラ5と単電池301との間の電気的な導通が確保される。詳細な図示は省略するが、例えば、セルコントローラ5に電源をとるための端子を設けて、蓋体4が差込口307に挿入されると、当該端子と電極端子111、112、211、212が接触するようにすればよい。
Returning to FIG. 5, the
セルコントローラ5は、蓋体4の内部の形状に沿うよう、複数の板状の基板で構成されている。複数の基板は、上面421に沿った形状の基板51と、下面422に沿った形状の基板52と、板部41に沿った形状の基板53とを有している。これらの基板は一体に形成されている。また、基板51と基板53との接続部分、及び、基板52と基板53との接続部分、言い換えると、セルコントローラ5の基板51〜53の角部には、切り込み部51aが形成されている。切り込み部51aは基板51〜53の一部に切り込み(ミシン目)を入れることで形成され、切り込み部51aが形成された部分の厚さは、切り込み部51aが形成されていない他の基板51〜53の厚さより小さくなる。
The
上面421と基板51との間は接合部61で接合され、下面422と基板52との間は接合部62で接合され、板部41と基板53との間は接合部63で接合されている。接合部61〜63は、例えば接着剤、ハンダなどの溶接、ねじ止め、リベット止め、溶着などにより部材間を接合する部分である。なお、図5では、分かりやすくするために、接合部61〜63を図示しているが、実際には、セルコントローラ5及び蓋体4等の大きさに対して無視できるほどの大きさである。
The
接合部61〜63による、蓋体4とセルコントローラ5との間の接合強度は、基板51〜53の降伏応力又は蓋体4の降伏応力よりも大きくなるように設計されている。本例では、蓋体4に切り込み部41aを形成し、セルコントローラ5に切り込み部51aを形成することで、蓋体4及びセルコントローラ5の剛性を小さくしている。ここで降伏応力は、部材の応力ひずみ線図における、弾性域と塑性域との境界部分に相当する降伏点の応力である。すなわち、降伏応力より小さい応力が部材に加わった時には、部材が持つ弾性により、当該部材の形状は保たれるが、降伏応力を越える応力が部材に加わった時には、部材が塑性し、部材にひずみが残る状態となる。
The joint strength between the
本例において、基板51〜53の降伏応力は、基板51〜53に用いる材料、基板51〜53の形状により設計段階で決まっている。また図5に示すように、基板51〜53に切り込み部51aを設けることで、降伏応力の大きさを設定してもよい。基板51〜53に対して降伏応力以上の応力が加わり、基板51〜53にひずみが残った場合には、基板51〜53が破損した状態となり、セルコントローラ5は正常に機能しない状態となる。
In this example, the yield stress of the
また接合強度とは、接合部61〜63、あるいは、凸部421b、422bと凹部302の構造において、接触する界面間での接着する強さを表している。接合強度は、接合部61〜63の材質や、接合部61〜63、凸部421b、422b、凹部302の形状により設計段階で決まる値である。
The bonding strength represents the bonding strength between the contacting interfaces in the structures of the
次に、図5に示すように、蓋体4が差込口307に挿入され、互いに嵌合している状態から、蓋体4を強引に差込口307から取り外す状態について説明する。かかる状態は、電池モジュール3が不正に再利用される際に起こりうる状態である。不正利用には、例えば、メモリ504に記憶されている情報を書き換えたり、セルコントローラ5自体を別のコントローラに不正に交換したりすることである。上記の通り、単電池301の情報は蓋体4に設けられたセルコントローラ5で管理されているため、電池モジュール3を不正利用する場合には、セルコントローラ5を電池モジュール3から抜き出されることが想定される。
Next, as shown in FIG. 5, a state in which the
本例では、蓋体4を差込口307から取り外そうとすると、外部から加わる応力が、凸部421b、422bと凹部302bとの構造部分、接合部61〜63、蓋体4及びセルコントローラ5に加わる。凸部421b、422bと凹部302との構造部分における接合強度は蓋体4の降伏応力より大きいため、凸部421b、422bと凹部302との接合状態は維持されつつ、まず切り込み部51aにより板部41が破損し、板部41と、上面部421及び下面部422とが分離された状態となる。この時、接合部61〜63の接合強度は蓋体4の降伏応力より大きいため、蓋体4とセルコントローラ5との間の接合状態は維持されている。
In this example, when the
さらに、板部41を差込口307から取り出そうとすると、基板53が接合部63を介して板部41により取り出す方向に引っ張られる。一方、基板51、52は、接合部61、62を介して筒部42に接合されている。そのため、応力が基板51〜53の角部に集中する。本例では、当該角部に切り込み部51aを設けており、セルコントローラ5の降伏応力が接合部61〜63の接合強度より小さいため、当該角部が破断し、セルコントローラ5が破損する。これにより、本例は、不正利用等のために、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、セルコントローラ5が破損されるため、電池モジュール3の不正利用を不可能にすることができる。
Further, when the plate portion 41 is to be taken out from the
上記のように、本例はセルコントローラ5と、電池モジュール3を構成する部材である絶縁カバー302とを、接合部61〜63と凹部302c及び凸部421b、422bとの接合部分で接合し、当該接合部分の接合強度を、セルコントローラ5の降伏応力より大きくしている。これにより、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、接合部分の接合状態を維持した状態で、セルコントローラ5が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、単電池301とセルコントローラ5とを組にして再利用する場合における、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
As described above, in this example, the
また本例は絶縁カバー302と、セルコントローラ5を有する蓋体4との接合部分を、凹部302c及び凸部421b、422bによる接合構造とすることで、セルコントローラ5を差込口307に取り付け可能にし、セルコントローラ5を差込口307から取り外し不能にする構造をもつ。これにより、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、接合部分の接合状態を維持した状態で、セルコントローラ5が破損するため、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
In addition, in this example, the
また本例は、蓋体4又はセルコントローラ5に切り込み部41aまたは切り込み部51aを設けている。これにより、蓋体4又はセルコントローラ5の降伏応力を小さくすることができるため、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、接合部分の接合状態を維持した状態で、セルコントローラ5又は蓋体4が破損し、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。
Further, in this example, the
また本例は、蓋体4と絶縁カバー302との間を、凹部302c及び凸部421b、422bによる接合構造で接合し、蓋体4とセルコントローラ5との間を接合部61〜63で接合する。これにより、蓋体4を電池モジュール3から取り外そうとすると、蓋体4と絶縁カバー302との間の接合状態、及び、蓋体4とセルコントローラ5との間の接合状態を維持した状態で、蓋体4及びセルコントローラ5が破損するため、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。
Further, in this example, the
なお、本例は、蓋体4を、凹部302c及び凸部421b、422bの接合構造を介して絶縁カバー302に接合したが、蓋体4を必ずしも絶縁カバー302に接合する必要なく、例えばスペーサ304などの電池モジュール3を構成する他の部材に接合してもよい。この際、当該他の部材に、凹部302cに相当する形状を加工すればよい。また、凹部302c及び凸部421b、422bの位置は、逆の位置にしてもよい。
In this example, the
上記のセルコントローラ5は本発明に係る「電池情報管理部」に相当し、凹部302c及び凸部421b、422bの接合部分と接合部61〜63とが「接合部」に相当し、凹部302c及び凸部421b、422bの接合部分が「第1接合部」に、接合部61〜63が「第2接合部」に相当する。
The
《第2実施形態》
図7は発明の他の実施形態に係る電池モジュール3の分解斜視図、図8は図7のVIII線に沿う部分断面図である。本例では上述した第1実施形態に対して、電池モジュール3の側面部分の構成の一部が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであるため、その記載を適宜、援用する。
<< Second Embodiment >>
7 is an exploded perspective view of a
セルコントローラ5及び蓋体4は、アッパーケース361及びロアケース362により単電池301を収容してカシメ加工をする前に、絶縁カバー302の差込口307に挿入されており、ケース360は、単電池301、蓋体4及びセルコントローラ5を収容する。
The
蓋体4は、蓋体4の挿入方向に対して垂直な断面の大きさが当該挿入方向に沿って徐々に小さくなるような形状に形成され、差込口307に挿入しやすい形状になっている。蓋体4の側面の形状は差込口307の開口部分の形状に沿うよう、形成されている。また蓋体4を差込口307に完全に挿入すると、蓋体4の側面は、絶縁カバー302の外側の表面よりも内側に入り込む。そのため、蓋体4を差込口307に挿入すると、蓋体4は差込口307から取り出し難くなる。
The
絶縁カバー302の差込口307の表面には、凸部302aが形成されている。凸部302aは、蓋体4及びセルコントローラ5の挿入方向側には、差込口307の表面に対して垂直な垂直面を、当該挿入方向と反対側には傾斜面を有している。
A
セルコンコントローラ5は、板状に形成されており、差込口307の形状に沿うよう形成されている。またセルコントローラ5は、接合部6を介してスペーサ304に接合されている。セルコントローラ5は、配線8により、正極の電極端子311と負極の電極端子312と、図示しない電圧検出用の検出端子にそれぞれ接続されている。なお、当該検出端子は単電池301と電気的に接続されている。これによりセルコントローラ5は単電池301からの電力で駆動し、検出端子を介して単電池301の電圧を検出する。
The
セルコントローラ5は差込口307に挿入されると、セルコントローラ5の幅が凸部302aの間隔より長いため、凸部302aにより絶縁カバー302の内部で係止される。セルコントローラ5が差込口307に挿入される際には、凹部302aの傾斜面により、差込口307に取り付けることは可能である。一方、セルコントローラ5を差込口307から取り出そうとする際には、凹部302aの垂直面により、差込口307から容易に取り出すことはできない。これにより、凸部302aにおける、セルコントローラ5との接合強度は、セルコントローラ5の降伏応力より大きくなる。また、接合部6の接合強度もセルコントローラ5の降伏応力より大きくなる。そして、セルコントローラ5は蓋体4に覆われ、蓋体4はケース360に覆われている。なお、蓋体4とケース360との間に接合部を設けてもよい。
When the
次に、図8に示すように、セルコントローラ5が差込口307に挿入され、蓋体4が差込口307に挿入され、単電池301がケース360に収容している状態(電池モジュール3の出荷後の状態)から、セルコントローラ5を強引に差込口307から取り外した場合について説明する。
Next, as shown in FIG. 8, the
セルコントローラ5及び蓋体4は、ケース360内に収容されているため、アッパーケース361とロアケース362とを分離する必要がある。そして、蓋体4を差込口307から取り外す。セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、外部からの応力が、凸部302a、接合部6及びセルコントローラ5に加わる。凸部302a及び接合部6の接合強度は、セルコントローラ5の降伏応力より大きいため、凸部302a及び接合部6による接合状態は維持されつつ、セルコントローラ5が破損する。これにより、本例は、不正利用等のために、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、セルコントローラ5が破損し、電池モジュール3の不正利用を不可能にすることができる。
Since the
上記のように、本例は、凸部302aにより、セルコントローラ5を差込口307に取り付け可能にし、セルコントローラ5を差込口307から取り外し不能にし、接合部6によりスペーサ304とセルコントローラ5とを接合する。これにより、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、接合部分の接合状態を維持した状態で、セルコントローラ5が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、単電池301とセルコントローラ5とを組にして再利用する場合における、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
As described above, in this example, the
上記の凸部302aが本発明に係る「第1接合部」に相当し、接合部6が本発明の「第2接合部」に相当する。
Said
《第3実施形態》
図9は発明の他の実施形態に係る電池モジュール3の部分断面図である。本例では上述した第1実施形態に対して、電池モジュール3の側面部分の構成の一部が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであるため、第1実施形態及び第2実施形態の記載を適宜、援用する。
<< Third Embodiment >>
FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a
スペーサ304は、複数のスペーサを積層することで構成されており、スペーサ304の積層体の中央部分は、他の部分のスペーサ304の積層体より積層面の面状で広くなっており、電池モジュール3の側面に向けて引き出された形状になっている。
The
セルコントローラ5の基板51は接合部61を介してアッパーケース361に接合されている。セルコントローラ5の基板52は接合部62を介してスペーサ304の引き出し部分に接合されている。セルコントローラ5の基板53は接合部63を介してロアケース362に接合されている。接合部61〜63の接合強度はセルコントローラ5の降伏応力より大きい。
The
次に、セルコントローラ5が接合部6でケース360に接合され、単電池301がケース360に収容している状態から、セルコントローラ5を強引に差込口307から取り外した場合について説明する。
Next, the case where the
セルコントローラ5及び蓋体4は、ケース360内に収容されているため、アッパーケース361とロアケース362とを分離する必要がある。カシメ加工の部分を外し、アッパーケース361とロアケース362と分解しようとすると、外部からの応力が、接合部6及びセルコントローラ5に加わる。接合部6の接合強度は、セルコントローラ5の降伏応力より大きいため、セルコントローラ5が接合部6によりケース360及びスペーサ304に接合している状態が維持されつつ、セルコントローラ5が破損する。これにより、本例は、不正利用等のために、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、セルコントローラ5が破損し、電池モジュール3の不正利用を不可能にすることができる。
Since the
上記のように、本例はセルコントローラ5と、電池モジュール3を構成する部材であるケース360の内面及びスペーサ304とを、接合部6で接合する。これにより、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、接合部分の接合状態を維持した状態で、セルコントローラ5が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、単電池301とセルコントローラ5とを組にして再利用する場合における、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
As described above, in this example, the
なお本例は、セルコントローラ5を接合部6により、スペーサ304及びケース360に接合したが、スペーサ304又はケース360のいずれか一方に接合すればよい。
In this example, the
上記接合部61、63が本発明に係る「第1接合部」に相当し、接合部62が「第2接合部」に相当する。
The
《第4実施形態》
図10は発明の他の実施形態に係る電池モジュール3の斜視図、図11は図10の部分平面図である。本例では上述した第1実施形態に対して、電池モジュール3の側面部分の構成の一部が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであるため、第1〜第3実施形態の記載を適宜、援用する。
<< 4th Embodiment >>
10 is a perspective view of a
電池モジュール3の側面には、出力端子131、132の他に、単電池301の電圧を検出するための出力端子133が出力端子131と出力端子132との間に設けられている。
In addition to the
出力端子131〜133の外側の端面には、セルコントローラ5が設けられている。セルコントローラ5は、板状の基板51と電子部品54と有している。基板51は、出力端子131と出力端子132とを接続するよう形成されている。基板51には、出力端子131、132の先端部分に挿入される挿入孔が設けられている。電子部品54は、図6に示す演算部501等に相当するチップである。電子部品54は、配線7で出力端子131〜133と接続されている。また電子部品54は、基板51とケース306との間に設けられている。また基板51には複数の切り込み部51aが設けられている。
A
接合部61は基板51と出力端子131との間を接合し、接合部62は基板51と出力端子132とを接合し、接合部63は基板51と出力端子133とを接合する。そして、接合部6の接合強度は、基板51の降伏応力より大きい。
The
次に、セルコントローラ5が接合部6で出力端子131〜133に接合されている状態から、セルコントローラ5を強引に出力端子131から133から取り外した場合について説明する。
Next, the case where the
セルコントローラ5を取り外すために、セルコントローラ5が引っ張られることで、外部からの応力がセルコントローラ5及び接合部61〜63に加わる。接合部61〜63の接合強度はセルコントローラ5の降伏応力より大きいため、基板51が接合部61〜63を介して出力端子131〜133に接合している状態が維持されつつ、基板51が切り込み部51aから引き裂かれ、セルコントローラ5が破損する。これにより、本例は、不正利用等のために、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、セルコントローラ5が破損し、電池モジュール3の不正利用を不可能にすることができる。
In order to remove the
上記のように、本例は、接合部61〜63により、基板51と出力端子131〜133を接合し、電子部品54をケースと基板51との間に設ける。これにより、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、接合部分の接合状態を維持した状態で、セルコントローラ5が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、単電池301とセルコントローラ5とを組にして再利用する場合における、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
As described above, in this example, the
上記出力端子131〜133は、本発明に係る「端子部」に相当する。
The
《第5実施形態》
図12は発明の他の実施形態に係る電池モジュール3の部分断面図である。本例では上述した第2実施形態に対して、蓋体及び差込口の形状が異なる。これ以外の構成は上述した第2実施形態と同じであり、第1〜第4実施形態の記載を適宜、援用する。
<< 5th Embodiment >>
FIG. 12 is a partial cross-sectional view of a
差込口307の表面には、第2実施形態に係る差込口307のような凸部302aは形成されていない。蓋体4は熱硬化性樹脂により形成されており、セルコントローラ5を覆っている。セルコントローラ5が接合部6でスペーサ304に接合されたあと、蓋体4を差込口307に流し込み、蓋体4の熱硬化性樹脂の特性を利用して、セルコントローラ5、差込口307及びケース360を一体化することで、蓋体4はセルコントローラ5を接合する。これにより、セルコントローラ5を電池モジュール3から不正に取り外そうとする場合には、セルコントローラ5または電池モジュール3の少なくともいずれか一方を壊さないと、作業者はセルコントローラ5に触れることができない。その結果として、電池モジュール3及びセルコントローラ5の不正な再利用を防ぐことができる。
On the surface of the
上記のように、本例は、熱硬化性樹脂の蓋体4で、ケース360の側面からセルコントローラ5を覆いつつ、差込口307を蓋体4で充填する。これにより、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、蓋体4を破損しなければならず、蓋体4を破壊すると、蓋体4と一体化しているセルコントローラ5等が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、単電池301とセルコントローラ5とを組にして再利用する場合における、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
As described above, in this example, the
《第6実施形態》
図13は発明の他の実施形態に係る電池モジュールに含まれる単電池の部分平面図である。本例では上述した第1実施形態に対して、セルコントローラ5を電極端子111上に接合する点が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、第1〜第5実施形態の記載を適宜、援用する。
<< 6th Embodiment >>
FIG. 13 is a partial plan view of a unit cell included in a battery module according to another embodiment of the invention. In this example, the point which joins the
第1実施形態に係る単電池101では、電極端子111及び電極端子112を互いに逆方向で、外装部材113、114から引き出していたが、本例では、図13に示すように、同方向に電極端子111及び電極端子112が引き出されている。
In the
正極の電極端子111の表面には、セルコントローラ5の基板51が設けられ、複数の接合部61により、基板51が電極端子111に接合されている。また、基板51の一部は、外装部材113内に入り込んでおり、上部外装部材113と下部外装部材114との間に挟持されている。接合部65は、上部外装部材113と下部外装部材114との間の熱融着された部分であり、上部外装部材113と下部外装部材113との間で基板51の一部を接合する部分となる。
The
また電極端子111には、基板51の下部に切り込み部111aが設けられている。切り込み部111aは電極端子111に切り込み(ミシン目)を入れることで形成されている。切り込み部111aは電極端子111の降伏応力を下げるために設けられている。そして、接合部61による基板51と電極端子111との間の接合強度、及び、接合部65による、外装部材113、114と基板51との間の接合強度は、基板51の降伏応力より大きくなるよう構成され、電極端子111の降伏応力より大きくなるよう構成されている。
Further, the
また電子部品54は、基板51を電極端子111上に設けることで、単電池101の正極と電気的に導通している。一方、負極側との導通については、基板51に接続された配線7を、接合部65に相当する外装部材113と外装部材114との間を通し、負極側の電極端子112に接続している。
The
次に、セルコントローラ5が接合部61及び接合部65で電極端子111及び外装部材113、114に接合されている状態から、セルコントローラ5を取り外した場合について説明する。
Next, the case where the
セルコントローラ5を取り外すために、セルコントローラ5が引っ張られることで、外部からの応力がセルコントローラ5、接合部61、65、電極端子111及び外装部材113、114に加わる。接合部61、65の接合強度はセルコントローラ5及び電極端子111の降伏応力より大きいため、基板51が接合部61、65を介して電極端子111及び外装部材113、114に接合している状態を維持しつつ、基板51が破損する。また、電極端子111には切り込み部111aが設けられているため、電極端子111も破損する。これにより、本例は、不正利用等のために、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、セルコントローラ5及び電極端子111が破損し、電池モジュール3の不正利用を不可能にすることができる。
In order to remove the
上記のように、本例において、セルコントローラ5は接合部61を介して電極111の表面に設けられている。これにより、本例は、接合部61の接合強度がセルコントローラ5の降伏応力より大きく、セルコントローラ5を電極端子111から取り外そうとすると、セルコントローラ5が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、単電池101とセルコントローラ5とを組にして再利用する場合における、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
As described above, in this example, the
また本例において、電極端子111に切り込み部111aを設け、接合部61の接合強度を電極端子111の降伏応力より大きくしている。これにより、セルコントローラ5を電極端子111から取り外そうとすると、電極端子111が破損するため、単電池101を使用不可の状態にすることができ、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、単電池101とセルコントローラ5とを組にして再利用する場合における、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
In this example, the
また、本例において、セルコントローラ5は接合部65を介して外装部材113と外装部材114との間に接合されている。これにより、本例は、接合部65の接合強度がセルコントローラ5の降伏応力より大きく、セルコントローラ5を外装部材113、114から取り外そうとすると、セルコントローラ5が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
In this example, the
なお、本例において、セルコントローラ5は、配線7の代わりに、図14に示すような構成で、電極端子111及び電極端子112と電気的に導通させてもよい。図14は、本実施形態の変形例に係る単電池101の部分平面図である。
In this example, the
図14に示すように、基板51は、電極端子111から電極端子112までの長さに設計されており、接合部61を介して電極端子111に接合され、接合部62を介して電極端子112に接合されている。そして、接合部61、62の接合強度は、基板51の降伏応力よりも大きい。これにより、セルコントローラ5を単電池101が取り外そうとすると、基板51が電極端子111、112から取り外される前に、基板51が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、電池モジュール3の不正な再利用を防ぐことができる。なお、電極端子111、112に切り込み部111aを設けてもよい。
As shown in FIG. 14, the
なお、本例において、基板51は、接合部61または接合部65のいずれか一方で、電極111または外装部材113、114のいずれか一方に接合してもよい。またセルコントローラ5は負極の電極端子112の表面に設けてもよい。
In this example, the
上記の電極端子111が本発明に係る「電極」に相当する。
The
《第7実施形態》
図15は発明の他の実施形態に係る電池モジュール、車両コントローラ、電池コントローラ及びサーバーのブロック図である。本例では上述した第1実施形態に対して、通信部505をケース360の外部に設ける点が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであり、第1〜第6実施形態の記載を適宜、援用する。
<< 7th Embodiment >>
FIG. 15 is a block diagram of a battery module, a vehicle controller, a battery controller, and a server according to another embodiment of the invention. This example differs from the first embodiment described above in that the
電池モジュール3は、ケース360の内側に単電池301及びセルコントローラ5を有し、ケース360の外側に通信部505を有している。セルコントローラ5は単電池301に関する情報を管理し、通信部505から当該情報を外部に送信する。通信部505は他の電池モジュール3の通信部505と通信し、それぞれの単電池301の情報を互いに送受信する。また通信部505は、車両コントローラ81、電池コントローラ82及びサーバー83と通信を行い、セルコントローラ5で管理する情報を送信する。
The
車両コントローラ81は、車両に設けられ、車両全体を制御する制御部である。電池コントローラ82は、各電池モジュール3を制御する制御部である。車両コントローラ81は、例えば、図示しないアクセルセンサの信号に基づいて外部から要求されたトルクをモータ(不図示)で出力するための電力を、各電池モジュール3から出力するよう電池モジュール3を制御する。電池コントローラ82は、各セルコントローラ5で管理される情報に基づいて、車両に搭載される電池全体を制御する。
The
サーバー83は、各電池モジュール3を管理する認証サーバーとして機能する。電池モジュール3には、不正な再利用を防ぐために認証用の情報が割り当てられており、認証情報はセルコントローラ5及びサーバー3に記憶されている。そして、サーバー83は通信部505から送信される認証情報に基づいて、セルコントローラが不正に再利用されたものであるか否かを判定する。
The
上記のように、本例は、通信部505をケース360の外側に設け、通信部505によりセルコントローラ5で管理する情報を外部に送信する。これにより、通信部505のうち少なくとも通信する部品(受信機や通信配線と接続されるコネクタ等)をケース360外に露出させることができるため、通信を容易に行うことができる。
As described above, in this example, the
なお、通信部505の通信は、無線通信でも有線通信であってもよい。
Note that the communication of the
《第8実施形態》
図16は発明の他の実施形態に係る電池モジュールに含まれる単電池の部分平面図である。本例では上述した第6実施形態に対して、基板51と電力端子111との接続部分及び基板51の形状等が異なる。これ以外の構成は上述した第6実施形態と同じであり、第1〜第7実施形態の記載を適宜、援用する。
<< Eighth Embodiment >>
FIG. 16 is a partial plan view of a unit cell included in a battery module according to another embodiment of the invention. In this example, the connection part of the board |
正極の電極端子111の表面には、セルコントローラ5の基板51が設けられている。基板51の幅は電極端子111の幅より大きい。基板51には複数の電子部品54が実装されている。基板51の一部、電子部品54が実装されていない部分は、外装部材113、114に入り込んでおり、上部外装部材113と下部外装部材114との間に挟持されている。接合部65は、上部外装部材113と下部外装部材114との間の熱融着された部分であり、上部外装部材113と下部外装部材114との間で基板の一部を接合する部分となる。
A
電子部品54が接合部65の熱融着による熱や圧力で破損しないように、電子部品54の部分を避けて、上部外装部材113及び下部外装部材114は、基板51と電極端子111を挟持しつつ熱融着される。
The
基板51及び電極端子111は、外装部材113、114内で配線71により接続されている。また、基板51と電極端子112は、外装部材113内で配線72により接続されている。配線72と基板51との接続点は、電極端子111と基板51が重なっていない部分に設けられている。配線72は、セルコントローラ5が取り付けられている正極と対極側(負極側)の配線となるため、正極の電極端子111と重ならないように、基板51に接続されている。
The
接合部65で熱融着されると、基板51、電極端子111及び外装部材113、114が一体化し、セルコントローラ5が外装部材113、114に封止される。そして、接合部65における接合強度は、基板51の降伏応力より大きくなる。
When heat bonding is performed at the
次に、セルコントローラ5が接合部65で電極端子111及び外装部材113、114に接合されている状態から、セルコントローラ5を取り外した場合について説明する。
Next, the case where the
セルコントローラ5を取り外すために、セルコントローラ5が引っ張られることで、外部からの応力がセルコントローラ5、接合部65、電極端子111及び外装部材113、114に加わる。接合部65の接合強度はセルコントローラ5及び電極端子111の降伏応力より大きいため、基板51が接合部65を介して電極端子111及び外装部材113、114に接合している状態を維持しつつ、基板51が破損する。これにより、本例は、不正利用等のために、セルコントローラ5を電池モジュール3から取り外そうとすると、セルコントローラ5が破損し、電池モジュール3の不正利用を不可能にすることができる。
In order to remove the
上記のように、本例は、セルコントローラ5の少なくとも一部分(基板51のうち、電子部品54を実装していない部分)を外装部材113、114に封止する。これにより、セルコントローラ5を単電池101から取り外そうとすると、外装部材113、114の封止部分が剥離される際に、セルコントローラ5が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、単電池101の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、単電池101とセルコントローラ5とを組にして再利用する場合における、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
As described above, in this example, at least a part of the cell controller 5 (the part of the
また本例は、電極端子111の表面にセルコントローラ5に設け、電極端子111及びセルコントローラ5を外装部材113、114で封止する。これにより、セルコントローラ5を単電池101から取り外そうとすると、外装部材113、114の封止部分が剥離される際に、セルコントローラ5また電極端子111の少なくとも一方が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にし、または、単電池101としての機能を発揮できない状態とすることができ、単電池101及びセルコントローラ5の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
In this example, the
なお、図17に示すように、セルコントローラ5を電極端子111と電極端子112との間に設けてもよい。図17は、本実施形態の変形例に係る単電池101の部分平面図である。
Note that the
セルコントローラ5は、外装部材113と外装部材114との熱融着部分である接合部65内に設けられている。セルコントローラ5は、板状の基板51により形成され、電子部品が実装されている。セルコントローラの一端は電極端子111の表面に設けられ、セルコントローラの他端は電極端子112の表面に設けられている。また、セルコントローラの一端は電極端子111と電気的に接続され、セルコントローラの他端は電極端子112と電気的に接続されている。
The
なお、上記の変形例に係る電池モジュール3において、セルコントローラ5の電子部品は、接合部65での熱融着の際に、熱による影響を避けるために、電子部品の表面に耐熱材等をコーティングする等、熱対策を施してもよい。
In addition, in the
上記のように、本例において、セルコントローラ5は正極の電極端子111と負極の電極端子112との間に設けられ、外装部材113、114に封止されている。これにより、セルコントローラ5を単電池101から取り外そうとすると、セルコントローラ5が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、単電池101の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
As described above, in this example, the
《第9実施形態》
図18は発明の他の実施形態に係る電池モジュールに含まれる単電池の部分正面図、図19は図18のXIX線に沿う断面図、図20は図18のXX線に沿う断面図である。本例では上述した第6実施形態の変形例(図17を参照)に対して、外装部材113、114の封止部分が異なる。これ以外の構成は上述した第8実施形態と同じであり、第1〜第8実施形態の記載を適宜、援用する。
<< Ninth Embodiment >>
18 is a partial front view of a unit cell included in a battery module according to another embodiment of the invention, FIG. 19 is a sectional view taken along line XIX in FIG. 18, and FIG. 20 is a sectional view taken along line XX in FIG. . In this example, the sealing parts of the
セルコントローラ5は電極端子111と電極端子112との間に設けられている。セルコントローラ5の周囲は、外装部材113と外装部材114との熱融着部である接合部66で封止されている。セルコントローラ5に対して、発電要素115側の外装部材113と外装部材114との間は接合部66で封止され、セルコントローラ5に対して、単電池101の外側の外装部材113と外装部材114との間は接合部66で封止されている。
The
図19及び図20に示すように、接合部66は、発電要素115を封止している封止部66aと、単電池101の外側の周囲を封止している封止部66bとを有している。セルコントローラ5は、封止部66aと封止部66bとの間に配置されている。封止部66bは、封止部66aとの間でセルコントローラ5を封止する。発電要素115に含まれる電解質は、封止部66aにより単電池101の内部に留まるため、電解質はセルコントローラ5に進入しない。そして、接合部66の接合強度は、セルコントローラ5の降伏応力より大きい。
As shown in FIGS. 19 and 20, the joining
上記のように、本例は、発電要素115を封止する封止部66aと、封止部66aとの間で、セルコントローラ5を封止する封止部66bとを有している。これにより、セルコントローラ5を単電池101から取り外そうとすると、セルコントローラ5が破損するため、セルコントローラ5を使用不可の状態あるいはセルコントローラ5内の情報を取り扱えない状態等にすることができ、単電池101の不正な再利用を防ぐことができる。その結果として、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。また、電解質によりセルコントローラ5が破損することを防ぐことができるため、セルコントローラ5の情報の信頼性を高めることができる。
As described above, this example includes the sealing
上記の封止部66aは「第1封止部」に、封止部66bは「第2封止部」に相当する。
The sealing
3…電池モジュール
101、201、301…単電池
111、112、211、212、311、312…電極端子
111a…切り込み部
113…上部外装部材
114…下部外装部材
115…発電要素
116…正極側集電体
117…負極側集電体
120〜124、221、223…スペーサ
131、132…出力端子
302、303…絶縁カバー
302c…凹部
304、305…スペーサ
307…差込口
360…ケース
361…アッパーケース
362…ロアケース
4…蓋体
41…板部
41a…切り込み部
42…円筒部
421…上面部
421b…凸部
422…下面部
422b…凸部
5…セルコントローラ
51〜53…基板
54…電子部品
51a…切り込み部
501…演算部
502…センサ
503…スイッチ
504…メモリ
505…通信部
6…接合部
61〜66、66a、66b…接合部
7…配線
71、72…配線
81…車両コントローラ
82…電池コントローラ
83…サーバ
3 ...
Claims (18)
前記単電池に関する情報を管理する電子部品を含む電池情報管理部と、
前記電池情報管理部と前記電池モジュールを構成する部材とを接合する接合部とを備え、
前記接合部の接合強度が前記電池情報管理部の降伏応力より大きい
ことを特徴とする電池モジュール。 In a battery module including a unit cell for sealing a power generation element including an electrolyte inside an exterior member,
A battery information management unit including an electronic component for managing information on the unit cell;
A joining portion that joins the battery information management unit and a member constituting the battery module;
The battery module, wherein the joint strength of the joint part is greater than the yield stress of the battery information management part.
前記接合部は、前記電池情報管理部を前記差込口に取り付け可能にし、前記電池情報管理部を前記差込口から取り外し不能にする構造をもつ
ことを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。 The member has an insertion port into which the battery information management unit is inserted,
2. The battery module according to claim 1, wherein the joint portion has a structure that allows the battery information management unit to be attached to the insertion port and makes the battery information management unit unremovable from the insertion port. .
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電池モジュール。 The battery module according to claim 1, wherein the battery information management unit includes a cut portion.
前記部材は、前記蓋体が差し込まれる差込口を有し、
前記接合部は、
前記蓋体を前記差込口に取り付け可能にし、前記蓋体を前記差込口から取り外し不能にする第1接合部と、
前記蓋体と前記電池情報管理部とを接合する第2接合部とを有する
ことを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。 The battery module further includes a lid that covers the battery information management unit on a side surface of the battery module,
The member has an insertion port into which the lid is inserted,
The joint is
A first joint that allows the lid to be attached to the insertion port, and the lid cannot be removed from the insertion port;
The battery module according to claim 1, further comprising a second joint portion that joins the lid and the battery information management portion.
請求項4記載の電池モジュール。 The battery module according to claim 4, wherein the lid has a cut portion.
前記部材は、前記蓋体が差し込まれる差込口を有し、
前記接合部は、
前記電池情報管理部を前記差込口に取り付け可能にし、前記電池情報管理部を前記差込口から取り外し不能にする第1接合部と、
前記スペーサと前記電池情報管理部とを接合する第2接合部とを有する
ことを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。 A spacer that is disposed between the unit cells when the plurality of unit cells are stacked, and that fixes the unit cells in a predetermined position;
The member has an insertion port into which the lid is inserted,
The joint is
The battery information management unit is attachable to the insertion port, and the battery information management unit is unremovable from the insertion port, a first joint unit;
The battery module according to claim 1, further comprising a second joint portion that joins the spacer and the battery information management portion.
前記接合部は、前記ケースの内側と前記電池情報管理部とを接合する
ことを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。 The member has a case for accommodating the unit cell,
The battery module according to claim 1, wherein the joining portion joins the inside of the case and the battery information management unit.
前記接合部は、
前記ケースの内側と前記電池情報管理部とを接合する第1接合部と、
前記スペーサと前記電池情報管理部とを接合する第2接合部とを有する
ことを特徴とする請求項7記載の電池モジュール。 A spacer that is disposed between the unit cells when the plurality of unit cells are stacked, and fixes the unit cells in a predetermined position;
The joint is
A first joint that joins the inside of the case and the battery information management unit;
The battery module according to claim 7, further comprising a second joint portion that joins the spacer and the battery information management portion.
前記電池情報管理部は、前記電子部品を保持する基板を有し、
前記接合部は、前記ケースの外側で、前記基板と前記部材とを接続し、
前記電子部品は前記ケースと前記基板との間に設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。 A case for accommodating the unit cell inside;
The battery information management unit has a substrate for holding the electronic component,
The joining portion connects the substrate and the member on the outside of the case,
The battery module according to claim 1, wherein the electronic component is provided between the case and the substrate.
ことを特徴とする請求項9記載の電池モジュール。 The battery module according to claim 9, wherein the member includes a terminal portion that is electrically connected to the unit cell and is led out of the case.
前記ケースの側面で前記電池情報管理部を覆う蓋体とをさらに備え、
前記部材は前記蓋体が差し込まれる差込口を有し、
前記蓋体は熱硬化性樹脂で形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。 A case that houses the unit cell and the battery information management unit inside, and a lid that covers the battery information management unit on a side surface of the case;
The member has an insertion port into which the lid is inserted,
The battery module according to claim 1, wherein the lid is made of a thermosetting resin.
前記電池情報管理部は前記接合部を介して前記電極の表面に設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の電池モジュール。 The member has an electrode connected to the power generation element,
The battery module according to claim 1, wherein the battery information management unit is provided on a surface of the electrode through the joint.
ことを特徴とする請求項12記載の電池モジュール。 The battery module according to claim 12, wherein the joint strength of the joint is greater than the yield stress of the electrode.
前記電池情報管理部は外部に前記情報を通信する通信部を有し、
前記通信部は前記ケースの外側に設けられている
ことを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の電池モジュール。 A case for accommodating the unit cell inside;
The battery information management unit has a communication unit for communicating the information to the outside,
The battery module according to claim 1, wherein the communication unit is provided outside the case.
ことを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の電池モジュール。 The battery module according to claim 1, wherein at least a part of the battery information management unit is sealed by the exterior member.
前記電池情報管理部は前記電極の表面に設けられている
ことを特徴とする請求項15記載の電池モジュール。 The unit cell has an electrode connected to the power generation element,
The battery module according to claim 15, wherein the battery information management unit is provided on a surface of the electrode.
前記電池情報管理部は、前記正極と前記負極との間に設けられている
ことを特徴とする請求項15又は16記載の電池モジュール。 The unit cell has a positive electrode and a negative electrode connected to the power generation element,
The battery module according to claim 15 or 16, wherein the battery information management unit is provided between the positive electrode and the negative electrode.
前記発電要素を封止する第1シール部と、
前記第1シール部との間で、前記電池情報管理部を封止する第2シール部とを有する
ことを特徴とする請求項15記載の電池モジュール。 The exterior member is
A first seal portion for sealing the power generation element;
The battery module according to claim 15, further comprising a second seal portion that seals the battery information management portion between the first seal portion and the first seal portion.
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