JP2013122834A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】再利用品としての信頼性を高める電池モジュールを提供する。
【解決手段】外装部材１１３、１１４の内部に電解質を含む発電要素１１５を封止する単電池３０１を備えた電池モジュール１において、単電池３０１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、電池モジュール１の不正使用を検出する検出部４０１とを備え、電池情報管理部は、検出部４０１により不正使用を検出した場合に、電池情報を電池モジュール１の外部に出せない状態にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電池モジュールに関するものである。

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録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）。

特開２０１０−２３２１０３号公報

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、メモリが電池パックから取り出されて他のメモリに交換され、再利用品の電池パックとして不正に流通した場合には、不正に再利用された電池が使用可能な状態となるため、正規な再利用品の信頼性が低下する問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、再利用品として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。

本発明は、電池モジュールの不正使用を検出する検出部と、検出部により不正使用を検出した場合には、電池情報を電池モジュールの外部に出せない状態にする電池情報管理部とを備えることによって上記課題を解決する。

本発明によれば、電池モジュールの不正使用が検出された場合には、電池情報管理部で管理していた単電池の情報が外部に出せないため、不正使用に係る電池モジュールの再利用が抑制され、電池モジュールの再利用品の信頼性を高めることができる。

本発明の実施形態に係る電池モジュールのブロック図である。 図１の電池モジュールを構成する単電池の平面図である。 図１の単電池を積層した電池構造体の斜視図である。 図１の電池モジュールの分解斜視図である。 図４の電池モジュール及び蓋体の斜視図である。 図５のＶI線に沿う部分断面図である。 本発明の他の実施形態に係る電池モジュールの部分断面図である。 本発明の他の実施形態に係る電池モジュールの部分断面図である。

以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

《第１実施形態》
本発明の実施形態に係る電池モジュール１は、単電池３０１と、セルコントローラ（ＡＤＣ：Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｃｅｌｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）４００とを備えている。単電池３０１は、一次電池又は二次電池で構成されている。セルコントローラ４００は、検出部４０１と、電圧計測部４０２と、容量調整部４０３と、電源回路４０４と、通信部４０５と、制御部４０６と、揮発性記録部４０７、及び、不揮発性記録部４０８を有し、後述する蓋体４０内に収容されており、電子部品により構成されている。

まず図２〜図６を用いて、単電池３０１と蓋体４０の構造について説明する。本例の電池モジュール１の単電池３０１のうち、扁平型の単電池１０１について、図２を用いて説明する。図２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。

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。

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。

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（ＬｉＮｉＯ_２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ_２）、または、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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液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。

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。

これらの外装部材１１３、１１４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。

次に図３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３は、単電池１０１及び単電池２０１の斜視図である。

図３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３の電極端子１１１、１１２は、図２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２の電極端子１１１、１１２に接続することで形成してもよい。

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４に示す電池モジュールの出力端子１３１となる。

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。

なお、図３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。

図４は、本実施形態に係る電池モジュール１を示す分解斜視図である。図５は、電池モジュール１及び蓋体４０の斜視図である。この電池モジュール１の単電池３０１は、図３に示す単電池１０１、２０１を複数積層したものである。

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る。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。

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。

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４０と嵌合する。蓋体４０が差込口に３０７に嵌合されると、単電池３０１と、蓋体４０に収容されているセルコントローラ４００とが電気的に接続される。

次に図５及び図６を用いて、電池モジュール１のうち、差込口３０７と蓋体４０との接合部分について説明する。図６は図５のＶＩ線に沿う部分断面図である。

絶縁カバー３０２は差込口３０７が形成されている。差込口３０７は本体部４２の形状に合うように形成されている。差込口３０７の上面には、当該面から、差込口３０７の上部の絶縁カバー３０２の内部に向かって凹んでいる凹部３０２ａが形成されている。差込口３０７に蓋体４０が差し込まれると、凹部３０２ａは凹部４２１ａと対向する。

蓋体４０は、電池モジュール１の側面に沿う、板状の板部４１と、柱状の本体部４２とを有している。本体部４２は、直方体の形状に形成され、上面４２１及び下面４２２を含む４つの面で構成されている。また本体部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及び本体部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。蓋体４０は、単電池３０１の状態を管理するためのセルコントローラ４００を収容する収容体である。本体部４２の内部の電子部品は図示しない基板上に実装され、当該基板が本体部４２の内壁面に沿って設けられている。

蓋体４０と単電池３０１との間は、配線４３で接続されている。なお図６では、配線４３による蓋体４０と単電池３０１との接続部分を省略しているが、例えば、本体部４２の電子部品と電気的に接続するコネクタピン（配線４３に相当）を蓋体４０に設け、単電池３０１の端子と電気的に接続し、コネクタピンの挿入孔となるコネクタをスペーサ３０４に設ける。そして、蓋体４０を差込口３０７に嵌めこむと、コネクタピンと当該コネクタとが接続することで、単電池３０１とセルコントローラ４００が電気的に接続された状態となる。

上面４２１には凹部４２１ａが形成されており、当該凹部４２１ａに検出部４０１が設けられている。検出部４０１は電池モジュール１の不正使用を検出するためのリミットスイッチ４０１ａで構成されている。リミットスイッチ４０１ａは、セルコントローラ４０４を備えた蓋体４０の差込口３０７への差し込み、及び、蓋体４０の差込口３０７からの取り外しにより駆動するスイッチである。リミットスイッチ４０１ａの上部が上面４２１から突出するように、検出部４０１は凹部４２１ａに設けられている。差込口３０７に蓋体４０が差し込まれる際、差込口３０７の入口部分において、リミットスイッチ４０１ａの上部が差込口３０７の上面により押圧される。そして、蓋体４０が差込口３０７に完全に差し込まれた状態になると、凹部３０２ａにより、押圧されていたリミットスイッチ４０１ａの上部が元の位置に戻る。これにより、蓋体４０が差込口３０７差し込まれると、リミットスイッチ４０１ａが押される。

また蓋体４０を差込口３０７から取り出そうとすると、凹部４２１ａと差込口３０７の上面との間の部分で、リミットスイッチ４０１ａの上部が押圧される。そして、蓋体４０が差込口３０７から完全に取り外された状態になると、押圧されていたリミットスイッチ４０１ａの上部が元の位置に戻る。これにより、蓋体４０が差込口３０７から取り外されると、リミットスイッチ４０１ａが押される。すなわち、検出部４０１は、蓋体４０の差込口３０７への差し込み及び取り外しを検出するセンサとなる。

図１に戻り、単電池３０１と蓋体４０の構造以外について説明する。検出部４０１は、電池モジュール１の不正使用を検出する検出部であり、リミットスイッチ４０１ａのオン及びオフの切り替えに基づいて、当該不正使用を検出し、検出結果を示す信号を制御部４０６に送信する。なお、検出部４０１による不正使用の検出制御については後述する。

電圧計測部４０２は、単電池３０１に含まれる電池の端子間に接続され、各単電池３０１の電圧を検出するセンサである。また電圧計測部４０２は、検出電圧を制御部４０６に送信する。容量調整部４０３は、各単電池３０１の容量を調整する回路であって、放電用の放電抵抗及びスイッチ等により構成されている。容量調整部４０３は制御部４０６からの制御信号に基づき、当該スイッチをオンにすることで、単電池３０１と放電抵抗との間を導通させ、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。電源回路４０４は、単電池３０１をセルコントローラ４００の駆動電源にするための調整回路であって、単電池３０１からの電力を各制御部分に適した電力に変換した上で供給する。電源回路４０４は、単電池３０１と、通信部４０５、制御部４０６、揮発性記憶部４０７及び不揮発性記憶部４０６との間に接続されている。

通信部４０５は、電池モジュール１の外部と無線又は有線で通信を行う通信器である。通信部４０５は、制御部４０６の制御信号に基づき、制御部４０６で管理する情報または情報記録部４０７、４０８に記録されている情報を外部に送信し、外部からの情報を受信して制御部４０６等に送る。

制御部４０６は、検出部４０１、容量調整部４０３、通信部４０５、記録部４０７、４０８を制御する。また、制御部４０６は、検出部４０１により不正使用が検出されると、セルコントローラ４００で管理されている単電池３０１の電池情報を、電池モジュール１の外部に出せない状態になるよう制御する。なお、不正使用が検出された場合の制御部４０６の制御については後述する。

揮発性記録部４０７は、制御部４０６の制御に基づき、単電池３０１に関する情報として、例えば単電池３０１の使用履歴や満充電容量、あるいは、電池モジュール１毎に予め登録されている識別情報（ＩＤ）などを記録する。揮発性記録部４０７は、電源回路４０４からの電力供給を受けている場合には、記録情報を保持している。蓋体４０が差込口３０７に完全に差し込まれている場合には、単電池３０１の電力が電源回路４０４を介して揮発性記録部４０７に供給される電力供給状態となり、蓋体４０が差込口３０７から取り出されない限り、当該電力供給状態が継続される。一方、蓋体４０が差込口３０７から取り出された場合には、単電池３０１とセルコントローラ４００との間で電気的に遮断されるため、単電池３０１の電力から揮発性記録部４０７への電力供給が止まり、揮発性記録部４０７の記録情報が消えてしまう。

不揮発性記録部４０８は、単電池３０１からの電力が供給されなくても、記録情報を保持できるメモリである。揮発性記憶部４０７に記録する情報は、不揮発性記憶部４０８に記憶してもよく、また、揮発性記憶部４０８記録する情報は、不揮発性記憶部４０７に記憶してもよい。

次に、セルコントローラ４００の制御について、説明する。まず単電池３０１の容量調整制御について説明する。

制御部４０６は、電圧計測部４０２の検出電圧から、各単電池３０１の電圧を管理している。そして、各単電池３０１の電圧にバラツキが生じた場合には、制御部４０６は、各単電池３０１の中で電圧の大きい単電池３０１に接続された、容量調整部４０３のスイッチをオンにして、放電させる。そして、容量調整の対照となる単電池３０１の電圧が、他の単電池３０１の電圧、または、所定の調整電圧になるように調整することで、バラツキを抑制する。なお、制御部４０６は単電池３０１の充電制御により、単電池３０１の容量を調整してもよい。

次に、セルコントローラ４００で管理される単電池３０１の電池情報について説明する。制御部４０６は、電圧計測部４０２の電圧から単電池３０１の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を管理しており、当該ＳＯＣから単電池３０１の劣化情報を管理している。また、制御部４０６は、セルコントローラ４００の駆動時間などから単電池３０１の劣化情報を管理してもよい。

単電池３０１は使用経過に応じて劣化し、単電池３０１の最大容量は減少する。本例の電池モジュール１が搭載された車両や家屋の蓄電システムから、当該電池モジュール１を取り出し、他の車両等に再利用する場合を想定すると、再利用のために流通する電池の市場価値は、例えば単電池３０１の劣化度に依存する。そのため、セルコントローラ４００は、単電池３０１の劣化情報を、単電池３０１の電池情報として管理している。

また、上記のような電池モジュール１を再利用する場合において、電池モジュール１の信頼性を確保するために、電池モジュール毎に識別情報が予め付与されている。識別情報は、単電池３０１とセルコントローラ４００との同一性を保証するための情報であり、上記のように揮発性記録部４０７に記録されている。例えば、ある単電池３０１からセルコントローラ４００を備えた蓋体４０を取り外し、別の単電池３０１の差込口３０７に差し込んだ場合には、当該単電池３０１から蓋体４０を取り外した時点で、揮発性記録部４０７の識別情報は消去されるため、別の単電池３０１に蓋体４０を差し込んでも、識別情報がない状態となる。これにより、本例は、識別情報から電池モジュール１の信頼性を確保している。そして、セルコントローラ４００は、電池モジュール１の識別情報を、単電池３０１の電池情報として管理している。

次に、検出部４０１の不正使用の検出制御と、不正使用が検出された場合の電池情報に係る制御について説明する。検出部４０１は、上記の通り、リミットスイッチ４０１ａにより、蓋体４０の差込口３０７への差し込み及び蓋体４０の差込口３０７からの取り外しを検出している。単電池３０１が新品の状態で、蓋体４０が差込口３０７に差し込まれていない状態では、リミットスイッチ４０１ａは１度も押されていないため、リミットスイッチ４０１ａの起動カウンタはゼロになる。そして、電池モジュール１の出荷のために、蓋体４０を差込口３０７に差し込むと、リミットスイッチ４０１ａが押されて、リミットスイッチ４０１ａの起動カウンタは「１」となる。その後、蓋体４０が差込口３０７から取り出されない限り、リミットスイッチ４０１ａの起動カウンタは「１」の状態を維持する。

一方、電池モジュール１の不正使用のために、蓋体４０が差込口３０７から取り外された場合には、リミットスイッチ４０１ａが押されるため、リミットスイッチ４０１ａの起動カウンタは「２」となる。検出部４０１は、起動カウンタの値を保持しており、駆動カウンタの値が１より大きい場合に、電池モジュール１の不正使用があった、と検出し、不正使用を示す信号を制御部４０６に送信する。これにより、検出部４０１は電池モジュール１の不正使用を検出する。

ここで、電池モジュール１の不正使用について説明する。電池モジュール１の不正使用とは、例えば電池モジュール１内のセルコントローラ４００を取り出して、セルコントローラ４００で記録する劣化情報を書き換えたり、識別情報を変更したりする場合である。あるいは、セルコントローラ４００の記録情報に不正使用の履歴が残る場合には、この履歴自体を改ざんする場合も不正使用に該当する。そして、このような不正使用がされた場合には、例えば本来、劣化している単電池３０１を備えた電池モジュール１が、あたかも劣化度の低い再利用品の電池モジュール１として市場に流通し、使用される可能性がある。そのため、本例では、以下のような制御を行うことで、電池モジュール１の不正使用を抑制する。

制御部４０６は、検出部４０１で電池モジュール１の不正使用を検出すると、通信部４０５の通信機能を停止させ、通信部４０５からセルコントローラ４００内の情報が送信できない状態にすることで、電池情報が電池モジュール１の外部に出せない状態とする。

また制御部４０６は、検出部４０１で電池モジュール１の不正使用を検出すると、不揮発性記録部４０７及び揮発性記憶部４０８に記録されている、電池モジュール１の電池情報を消去することで、電池情報が電池モジュール１の外部に出せない状態とする。

これにより、電池モジュール１の不正使用が検出された場合には、セルコントローラ４００の外部に、電池情報が出せない状態となるため、セルコントローラ４００を出荷時と異なる単電池３０１に搭載したとしても、電池モジュール１を管理するメインコントローラと、不正使用の電池モジュール１との間で電池情報の送受信を不可能にする。

また、真正品の電池モジュール１と不正使用の電池モジュール１とを搭載した蓄電装置または蓄電システムにおいて、真正品の電池モジュール１とメインコントローラとの間では電池情報を送受信することができ、不正使用の電池モジュール１とメインコントローラとの間では電池情報の送受信を行わないようにすることができるため、装置またはシステム自体を完全に停止させなくても、真正品の電池モジュール１のみで装置またはシステムを駆動させるこができる。特に、本例の電池モジュール１を定置型の電源システムに再利用した場合には、真正品の電池モジュール１を用いて電源としての機能を発揮しつつ、不正使用の電池モジュール１を交換させるよう制御することができる。

上記のように、本例は、検出部４０１により電池モジュール１の不正使用を検出した場合には、電池情報を電池モジュール１の外部に出せない状態にする。これにより、電池モジュール１の不正使用が検出された場合には、セルコントローラ４００で管理していた単電池３０１の情報が外部に出せないため、不正使用に係る電池モジュール１の再利用が抑制され、電池モジュールの再利用品の信頼性を高めることができる。

また、本例は、検出部４０１により電池モジュール１の不正使用を検出した場合には、通信部４０５による通信機能を停止させることで、電池情報を電池モジュール１の外部に出せない状態にする。これにより、電池モジュール１の不正使用が検出された場合には、セルコントローラ４００で管理していた単電池３０１の情報が通信部４０５から送信されないため、不正使用に係る電池モジュール１の再利用が抑制され、電池モジュールの再利用品の信頼性を高めることができる。

また、本例は、検出部４０１により電池モジュール１の不正使用を検出した場合
には、揮発性記録部４０７及び不揮発性記録部４０８に記録された情報を消去することで、電池情報を電池モジュール１の外部に出せない状態にする。これにより、電池モジュール１の不正使用が検出された場合には、揮発性記録部４０７及び不揮発性記録部４０８に記録されていた電池情報が消去され、電池の信頼性を示す情報が消されるため、不正使用の電池モジュール１が再利用品として市場に流通したとしても、当該電池モジュール１が不正使用に係る電池であると識別させることができる。その結果として、不正使用に係る電池モジュール１の再利用が抑制され、電池モジュールの再利用品の信頼性を高めることができる。

また本例において、検出部４０１はリミットスイッチ４０１ａを有し、当該リミットスイッチ４０１ａの駆動回数から不正使用を検出する。これにより、不正使用に係る電池モジュール１の再利用が抑制され、電池モジュールの再利用品の信頼性を高めることができる。

なお、本例は、検出部４０１にリミットスイッチ４０１ａを設けることで、不正使用の検出機能を持たせたが、セルコントローラ４００の電源がオフになった場合に、不正使用があったと検出し、揮発性記録部４０７の記録情報を消去することで、電池情報を電池モジュール１の外部に出せない状態にしてもよい。上記の通り、セルコントローラ４００は単電池３０１を駆動電源としており、蓋体４０が差込口３０７から取り出されると、電源回路４０４と単電池３０１との間は電気的に遮断されるため、セルコントローラ４００の駆動電源がオフ状態になる。そして、揮発性記録部４０７への電力供給も遮断されるため、揮発性記録部４０７の記録情報が消去される。すなわち、不正使用のために蓋体４０を差込口３０７から取り出そうとすると、電源回路４０４の電源がオンからオフになることで不正使用が検出され、揮発性記録部４０７の記録情報が消去されることで、電池情報を電池モジュール１の外部に出せない状態となる。これにより、本例は、電池モジュー１ルの不正な再利用が抑制され、電池モジュール１の再利用品の信頼性を高めることができる。

なお、本例は、電池情報を不揮発性記録部４０８に記録してもよく、検出部４０１で不正使用を検出した場合には、不揮発性記録部４０８の電池情報を消去することで、電池情報を電池モジュール１の外部に出せない状態にしてもよい。すなわち、不揮発性記録部４０８に記録された電池情報を消去することで、セルコントローラ４００を有する蓋体４０が取り出されても、当該電池情報が不正に使用されることはない。また、セルコントローラ４００を有する蓋体４０が別の単電池３０１の差込口に３０７に差し込まれたとしても、電池情報に含まれる識別情報が消去されているため、電池モジュール１が真正品でないことが示されるため、電池モジュール１の不正な再利用が抑制される。

また本例は、検出部４０１で不正使用を検出した場合には、不揮発性記録部４０８の情報を消去するが、不揮発性記録部４０８に不正使用を示す情報を記録する場合には、当該情報を消去しなくてもよい。これにより、不正使用の情報が不揮発性記録部４０８に記録された場合には、蓋体４０が差込口３０７から取り出されても、不正使用の情報がセルコントローラ４００に残ることになり、不正使用に係る電池モジュール１が市場に流通したとしても、当該電池モジュール１が不正使用に係る電池であると識別させることができる。その結果として、不正使用に係る電池モジュール１の再利用が抑制され、電池モジュールの再利用品の信頼性を高めることができる。

なお本例において、検出部４０１は必ずしもリミットスイッチ４０１ａを有する必要なく、例えば、ひずみセンサ、静電容量センサ、インピーダンスセンサ、磁気センサ、加速度センサ、電流センサ、または、圧力センサのうち少なくとも一つのセンサを有してもよい。そして、検出部４０１はこれらのセンサの検出値と、予め設定された、不正使用を判定するための閾値とを比較し、比較結果に基づいて、不正使用を検出してもよい。これにより、不正使用に係る電池モジュール１の再利用が抑制され、電池モジュールの再利用品の信頼性を高めることができる。

上記のセルコントローラ４００が本発明の「電池情報管理部」に相当する。

《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１の部分断面図であり、図６と対応する断面図である。本例では上述した第１実施形態に対して、検出部４０１の構成が異なる。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実施形態の記載を適宜、援用する。

検出部４０１は光計測部４０１ｂを有しており、図７に示すように、凹部４２１ａに設けられている。第１実施形態のような凹部３０２ａは、本例の絶縁カバー３０２には形成されていない。光計測部４０１ｂは光を検出するセンサである。差込口３０７に蓋体４０が差し込まれた状態では、光計測部４０１ｂは絶縁カバー３０２に覆われているため、外部からの光が光計測部４０１ｂに入射することはない。

検出部４０１は、光計測部４０１ｂのよる光の検出の有無により、電池モジュール１の不正使用を検出する。差込口３０７に蓋体４０が差し込まれた状態で、電池モジュール１が出荷されると、蓋体４０が差込口３０７から取り外さない限り、検出部４０１ｂは光を検出しない。一方、不正使用の目的で、蓋体４０が差込口３０７から取り外されると、外部からの光が光計測部４０１ｂに入射するため、光計測部４０１ｂは光を検出する。検出部４０１は、電池モジュール１の出荷後に、光計測部４０１ｂにより光を検出した場合には、蓋体４０が差込口３０７から取り外されたと判断し、電池モジュール１の不正使用を検出し、制御部４０６に制御信号を送信する。

上記のように、検出部４０１は光計測部４０１ｂを有している。これにより、不正使用に係る電池モジュール１の再利用が抑制され、電池モジュールの再利用品の信頼性を高めることができる。

上記の光計測部４０１ｂが本発明の「光センサ」に相当する。

《第３実施形態》
図８は発明の他の実施形態に係る電池モジュール１の部分断面図であり、図６と対応する断面図である。本例では上述した第１実施形態に対して、検出部４０１の構成が異なる。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実施形態の記載を適宜、援用する。

検出部４０１は温度センサ４０１ｃを有している。図８に示すように、上面４２１及び下面４２２には凹部が形成されている。また電池モジュール１の外方を向いた、蓋体４０の表面にも凹部が形成されている。そして、複数の温度センサ４０１ｃが複数の凹部にそれぞれ設けられている。

温度センサ４０１ｃは、セルコントローラ４００、または、セルコントローラ４００の周囲であり、電池モジュール１を構成する部材（絶縁カバー３０２等）に加わる温度を検出するためのセンサである。不正使用の目的でセルコントローラ４００を電池モジュール１から取り外す場合には、半田ごてやドライヤーなどにより、蓋体４０または蓋体４０の周辺を加熱することが想定される。

検出部４０１は、温度センサ４０１ｃの検出温度と、予め設定された、不正使用を判断するための温度閾値とを比較し、検出温度が温度域値より高くなった場合に、不正使用があったと判断する。蓋体４０または蓋体４０の周辺を半田ごて等で加熱すると、温度センサ４０１ｃが、加熱による温度上昇を検出し、検出部４０１は、温度センサ４０１ｃの検出温度が温度域値より高くなった場合に、電池モジュール１の不正使用があった、と検出し、制御部４０６に信号を送信する。

上記のように、検出部４０１は温度センサ４０１を有している。これにより、不正使用に係る電池モジュール１の再利用が抑制され、電池モジュールの再利用品の信頼性を高めることができる。

１…電池モジュール
１０１、２０１、３０１…単電池
１１１、１１２、２１１、２１２、３１１、３１２…電極端子
１１３…上部外装部材
１１４…下部外装部材
１１５…発電要素
１２０〜１２４、２２１、２２３…スペーサ
１３１、１３２…出力端子
３０２、３０３…絶縁カバー
３０２ａ…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
４０…蓋体
４１…板部
４２…本体部
４２１…上面
４２１ａ…凹部
４２２…下面
４２２ａ…凹部
４００…セルコントローラ
４０１…検出部
４０１ａ…リミットスイッチ
４０１ｂ…光計測部
４０１ｃ…温度センサ
４０２…電圧計測部
４０３…容量調整部
４０４…電源回路
４０５…通信部
４０６…制御部
４０７…揮発性記録部
４０８…不揮発性記憶部

Claims (9)

1. 外装部材の内部に電解質を含む発電要素を封止する単電池を備えた電池モジュールにおいて、
   前記単電池に関する電池情報を管理する電池情報管理部と、
   前記電池モジュールの不正使用を検出する検出部とを備え、
   前記電池情報管理部は、
   前記検出部により前記不正使用を検出した場合に、前記電池情報を前記電池モジュールの外部に出せない状態にする
   ことを特徴とする電池モジュール。
2. 前記電池情報管理部は、
   前記電池情報を外部に送信する通信部を有し、
   前記検出部により前記不正使用を検出した場合には、前記通信部による通信機能を停止させることで、前記状態にする
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記電池情報管理部は、
   前記電池情報を記録する記録部を有し、
   前記検出部により前記不正使用を検出した場合には、前記記録部に記録された情報を消去することで、前記状態にする
   ことを特徴とする請求項１記載の電池モジュール。
4. 前記電池情報管理部は、
   前記電池情報を記録する記録部を有し、
   前記検出部により前記不正使用を検出した場合には、前記不正使用があったことを示す情報を前記記録部に記録する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
5. 前記電池情報管理部が差し込まれる差込口をさらに備え、
   前記検出部は、
   前記電池情報管理部の前記差込口への差し込み、及び、前記電池情報管理部の前記差込口からの取り外しにより駆動するスイッチを有し、
   前記スイッチの駆動回数から前記不正使用を検出する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
6. 前記検出部は、光を検出する光センサを有する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
7. 前記検出部は、前記電池情報管理部または前記電池モジュールを構成する部材の温度を検出する温度センサを有する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
8. 前記電池情報管理部は前記単電池を駆動電源とし、
   前記検出部は、
   前記駆動電源がオフになった場合に、前記不正使用があったと検出する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。
9. 前記検出部は、ひずみセンサ、静電容量センサ、インピーダンスセンサ、磁気センサ、加速度センサ、電流センサ、または、圧力センサのうち少なくとも一つのセンサを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。

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