JP2015090970A

JP2015090970A - 膨張検知機構

Info

Publication number: JP2015090970A
Application number: JP2013231533A
Authority: JP
Inventors: 勝部　恭行; Yasuyuki Katsube; 恭行勝部
Original assignee: FDK Lithium Ion Capacitor Co Ltd
Current assignee: FDK Lithium Ion Capacitor Co Ltd
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-05-11

Abstract

【課題】ラミネート材の容器の膨張を検知できる膨張検知機構を提供できる。
【解決手段】膨張検知機構７は、ラミネート材の容器で封止した蓄電セル２の平面同士を重ね合わせて複数の蓄電セルの重ね方向の一端側に配置された蓄電セルの平面に対向する第１のエンドプレート３Ａと、蓄電セルの重ね方向の他端側に配置された蓄電セルの平面に対向し、第１のエンドプレートとで前記重ね方向に前記蓄電セルを保持する第２のエンドプレート３Ｂとを有する。更に、膨張検知機構は、第１のエンドプレートと第２のエンドプレートとを連結し、第１のエンドプレートと第２のエンドプレートとの間を拡開する方向に第２のエンドプレートを移動可能にする連結部材６と、拡開する方向への第２のエンドプレートの移動に応じてゲージ片が撓むことで容器の膨張を検知する歪みセンサ７０とを有する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、膨張検知機構に関する。

近年では、蓄電システムに適用する蓄電デバイスがある。蓄電デバイスの一例として、リチウムイオンキャパシタが提案されている。リチウムイオンキャパシタの蓄電セルは、例えば、アルミラミネートフィルム等のラミネート材の容器内に、正極、負極及びセパレータを交互に積層した電極積層体と、例えば、リチウムイオンを含む有機電解液とを充填した密閉構造である。蓄電セルは、経年変化等で内部の電解液が気化して蓄電性能が低下する場合がある。

特開２０１０−１６１０４４号公報

しかしながら、ラミネート材等の容器内に電極積層体を封止した蓄電デバイスでは、例えば、容器内部で電解液が気化してガスが発生した場合、ガスの発生で容器が膨張することになるが、そのラミネート材の容器の膨張を検知し、ユーザに情報提供できないのが実情である。

一つの側面では、ラミネート材の容器の膨張を検知する膨張検知機構を提供することを目的とする。

開示技術の実施形態の一例にかかる膨張検知機構は、ラミネート材の容器で封止した蓄電セルの平面同士を重ね合わせて複数の蓄電セルの内、重ね方向の一端側に配置された第１の蓄電セルの平面に対向する第１のプレートと、前記複数の蓄電セルの重ね方向の他端側に配置された、前記複数の蓄電セルの内、第２の蓄電セルの平面に対向し、前記第１のプレートとで前記重ね方向に前記複数の蓄電セルを保持する第２のプレートと、前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間が拡開する方向に前記第２のプレートが移動可能に前記第１のプレートと前記第２のプレートとを連結する連結部材と、前記拡開する方向への前記第２のプレートの移動に応じて前記容器の膨張を検知する検知部とを有することを特徴とする。

開示技術の実施形態の一例によれば、ラミネート材の容器の膨張を検知できる。

図１は、実施形態１の蓄電モジュールの一例を示す斜視図である。図２は、蓄電セルの一例を示す斜視図である。図３は、蓄電セルの一例を示す説明図である。図４は、第１のエンドプレートの一例を示す平面図である。図５は、第２のエンドプレートの一例を示す平面図である。図６は、蓄電装置の一例を示す略断面図である。図７は、連結部材の一例を示す分解斜視図である。図８は、蓄電モジュール内の膨張検知機構の一例を示す略断面図である。図９は、監視回路の一例を示すブロック図である。図１０は、膨張検知機構の応力−歪み特性の一例を示す説明図である。図１１は、膨張検知機構の一連動作の一例を示す説明図である。図１２は、膨張報知処理に関わるＣＰＵの処理動作の一例を示すフローチャートである。図１３は、実施形態２の蓄電モジュール内の膨張検知機構の一例を示す略断面図である。

以下に、開示技術の実施形態の一例にかかる蓄電モジュールを図面に基づいて説明する。尚、以下の実施形態は、一例を示すに過ぎず、開示技術を限定するものではない。また、以下の実施形態は、矛盾しない範囲で適宜組合せることができる。また、実施形態において、同一の構成には同一の符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

［実施形態１］
（実施形態１にかかる蓄電モジュールの構成）
図１は、実施形態１の蓄電モジュール１の一例を示す斜視図である。図１に示す蓄電モジュール１は、複数の蓄電セル２と、第１のエンドプレート３Ａと、第２のエンドプレート３Ｂと、連結プレート４と、複数のブラケット５と、連結部材６とを有する。蓄電モジュール１は、例えば、リチウムイオンキャパシタモジュールである。

蓄電モジュール１は、後述するように、正極と負極とを積層した電極積層体をラミネート材の容器内に封止した複数の蓄電セル２を有する。蓄電モジュール１は、各蓄電セル２の平面（セル主面）に接着剤が塗布された状態で平面同士が重ね合わされ、各平面が重ね方向に加圧された状態で蓄電セル２同士が接着されることにより形成される。尚、蓄電モジュール１は、例えば、４つの蓄電セル２を搭載した蓄電モジュールを例示したが、４つに限定されるものではなく、複数であれば良い。

図２は、蓄電セル２の一例を示す斜視図、図３は、蓄電セル２の一例を示す説明図である。図２に示す蓄電セル２は、例えば、リチウムイオンキャパシタセルである。蓄電セル２は、図示せぬ電極積層体を収納するラミネート材の容器１１と、電極端子１２とを有する。電極積層体は、図示せぬ正極、負極及びセパレータを積層して構成し、発電要素を１単位とし、複数単位の発電要素を積層する。

正極は、例えば、リチウムイオンを可逆的に担持可能な材料から成る正極電極を正極集電体上に形成した構造を有する。正極集電体は、正極電極を支持しながら、集電を行うための部材であって、例えば、アルミニウム等の導電性金属板を用いて形成される。正極集電体は、平面視矩形状に形成され、その四辺の内の一辺からタブ１３Ａが突出する構造である。タブ１３Ａは、電極端子１２の内、例えば、アルミニウム等の正極端子１２Ａに接続される。

負極は、例えば、リチウムイオンを可逆的に担持可能な材料から成る負極電極を負極集電体上に形成した構造を有する。負極集電体は、負極電極を支持しながら、集電を行うための部材であって、例えば、銅等の導電性金属板を用いて形成される。負極集電体は、平面視矩形状に形成され、その四辺の内の一辺からタブ１３Ｂを突出する構造である。タブ１３Ｂは、電極端子１２の内、例えば、銅等の負極端子１２Ｂに接続される。また、負極集電体には、プレドープ用のリチウム金属箔が貼付された、図示せぬリチウム貼付部を有している。尚、リチウム金属箔は、プレドープが完了すると溶解して消失する。

容器１１は、例えば、アルミ箔を樹脂フィルムでラミネートしたアルミラミネートフィルム材の矩形形状のソフト容器である。更に、容器１１は、例えば、リチウムイオンを含む有機電解液とともに電極積層体を密封した構造である。容器１１は、電極積層体及び有機電解液を密封しているため、容器１１の面部は中央付近に電極積層体の形状が隆起した形状となる。その容器１１の隆起した面部をセル主面１４と称する。尚、アルミラミネートフィルム材の層構成としては、蓄電セル２の内側の層から外側の層へ、ＰＰ（Polypropylene）層、ＰＰａ(ポリフタルアミド)層、ＡＬ（アルミニウム）層、ナイロン層、ＰＥＴ（PolyEthyleneTerephthalate）層の順である。また、アルミラミネートフィルム材の層構成としては、例えば、蓄電セル２の内側の層から外側の層へ、ＰＰａ(ポリフタルアミド)層、ＡＬ（アルミニウム）層、ナイロン層、ＰＥＴ（PolyEthyleneTerephthalate）層の順にしても良い。蓄電セル２では、経年変化等で容器１１内部の有機電解液が気化してガスが発生し、その容器１１が膨張する場合がある。

蓄電セル２は、電極積層体が容器１１内に収容された場合、矩形形状の四辺の内、一辺から正極端子１２Ａ及び負極端子１２Ｂが突出した構造となる。正極端子１２Ａは、例えば、アルミ材で構成され、図２及び図３に示すように、その先端部分が一方のセル主面１４側に直角に屈曲した構造である。負極端子１２Ｂは、例えば、銅材で構成され、図２及び図３に示すように、その先端部分が他方のセル主面１４側に直角に屈曲した構造である。

蓄電モジュール１では、例えば、複数の蓄電セル２を直列接続する場合、蓄電セル２の正極端子１２Ａの先端部分と、当該蓄電セル２と面接触する対向側の蓄電セル２の負極端子１２Ｂの先端部分とを溶接等で電気的に接続する。更に、蓄電モジュール１では、蓄電セル２の負極端子１２Ｂの先端部分と対向側の蓄電セル２の正極端子１２Ａの先端部分とを溶接等で電気的に接続する。

また、蓄電モジュール１は、例えば、複数の蓄電セル２を並列接続する場合、蓄電セル２の正極端子１２Ａの先端部分と、蓄電セル２と面接触する対向側の蓄電セル２の正極端子１２Ａの先端部分とを溶接等で電気的に接続する。更に、蓄電モジュール１は、蓄電セル２の負極端子１２Ｂの先端部分と対向側の蓄電セル２の負極端子１２Ｂの先端部分とを溶接等で電気的に接続する。

図４は、第１のエンドプレート３Ａの一例を示す平面図である。図４に示す第１のエンドプレート３Ａは、平面視矩形状の板金部材で形成され、その裏面に凹部状の第１の保持部３１を有する。第１の保持部３１は、蓄電セル２のセル主面１４と面接触する面部であり、面接触したセル主面１４が位置ズレしないように収容できる構造である。第１のエンドプレート３Ａは、その四辺の内、その一辺に、連結部材６と連結する第１の取付部３２を備えている。第１の取付部３２には、その面部を貫通するネジ穴３３が形成してある。

図５は、第２のエンドプレート３Ｂの一例を示す平面図である。図５に示す第２のエンドプレート３Ｂは、平面視矩形状の板金部材で形成され、その裏面に凹部状の第２の保持部４１を有する。第２の保持部４１は、蓄電セル２のセル主面１４と面接触する面部であり、面接触したセル主面１４が位置ズレしないように収容できる構造である。第２のエンドプレート３Ｂは、その四辺の内の一辺から第２の取付部４２を突出する構造である。更に、第２の取付部４２は、第２のエンドプレート３Ｂの裏面方向に突出し、その面部を貫通するガイド穴４３が形成してある。

図１に示すブラケット５は、断面略コ字形状の２個のブラケットを有し、セル集合体を短手側の一方の側面から保持する第１のブラケット５Ａと、セル集合体を短手側の他方の側面から保持する第２のブラケット５Ｂとを有する。尚、セル集合体は、第１のエンドプレート３Ａ、複数の蓄電セル２及び第２のエンドプレート３Ｂを重ね合わせた集合体である。第１のブラケット５Ａ及び第２のブラケット５Ｂは、第１のエンドプレート３Ａ及び第２のエンドプレート３Ｂを用いてセル集合体を両側から保持する。

図６は、蓄電装置１０の一例を示す断面図である。図６に示す蓄電装置１０は、蓄電モジュール１を収容する蓄電ケース５０Ａを有している。その蓄電ケース５０Ａの上部には監視回路５０を備えている。監視回路５０は、蓄電モジュール１全体を監視する回路である。更に、監視回路５０は、外部回路と接続する図示せぬインタフェースを有する。

図７は、連結部材６の一例を示す分解斜視図である。図８は、蓄電モジュール１内の膨張検知機構の一例を示す断面図である。図７に示す連結部材６は、本体６１と、本体６１の一方の端面に設けた第１の連結部６２と、本体６１の他方の端面に設けた第２の連結部６３とを有する。本体６１は、その内部を金属材料で形成し、その金属材料の表面を絶縁材料で被覆した構造である。第１の連結部６２は、第１のエンドプレート３Ａの裏面にある第１の取付部３２と連結し、その連結する面には第１の雌ネジ６２Ａが形成してある。

第２の連結部６３は、第２のエンドプレート３Ｂの裏面にある第２の取付部４２のガイド孔４３に嵌挿する角状のロッド６４が本体６１の長手方向から突出する構造である。ロッド６４の端面には、第２の雌ネジ６４Ａが形成してある。歪みセンサ７０のゲージ片７１は、例えば、導電性の金属で可撓性の薄板状の絶縁体を表面処理した構造である。尚、ゲージ片７１は、撓み片である。ゲージ片７１は、その一方の端部に透穴７１Ａが形成され、他方の端部に一方の面方向に折曲する作用部７１Ｂが形成された側面Ｌ字状の構造である。ロッド６４の第２の雌ネジ６４Ａとゲージ片７１の透穴７１Ａとを重ね合わせ、透穴７１Ａから第２の雌ネジ６４Ａに第２の雄ネジ６６を螺合することで、第２の連結部６３に歪みセンサ７０のゲージ片７１の一端を固定し、更に、第２のエンドプレート３Ｂに第２の連結部６３を連結している。ゲージ片７１の作用部７１Ｂは、図７に示すように、その先端部分が第２の連結部６３の方向に向いた状態である。

図８に示す膨張検知機構７は、第１のエンドプレート３Ａと第２のエンドプレート３Ｂとで複数の蓄電セル２を保持した後、第１のエンドプレート３Ａと第２のエンドプレート３Ｂとの間に、歪みセンサ７０を備えた連結部材６を連結する機構である。更に、膨張検知機構７は、第１のエンドプレート３Ａと第２のエンドプレート３Ｂとの間に連結部材６を連結した後、歪みセンサ７０を通じて蓄電セル２の容器１１の膨張を検知するための機構である。第２のエンドプレート３Ｂに連結部材６を連結する構造としては、第２のエンドプレート３Ｂ側の第２の取付部４２のガイド孔４３内に第２の連結部６３のロッド６４を嵌挿し、ロッド６４の第２の雌ネジ６４Ａと歪みセンサ７０のゲージ片７１の透穴７１Ａとを重ね合わせ、透穴７１Ａから第２の雌ネジ６４Ａに第２の雄ネジ６６を螺合させる。そして、連結部材６の第２の連結部６３は、第２のエンドプレート３Ｂに連結している。従って、第２のエンドプレート３Ｂは、第２の連結部６３のロッド６４に沿ってＸ方向に移動可能な状態である。

連結部材６に第１のエンドプレート３Ａを連結する構造としては、第１のエンドプレート３Ａの裏面にある第１の取付部３２のネジ穴３３と第１の連結部６２側の第１の雌ネジ６２Ａとを重ね合わせ、第１のエンドプレート３Ａのネジ穴３３から第１の雌ネジ６２Ａに第１の雄ネジ６５を螺合させる。そして、連結部材６の第１の連結部６２は、第１のエンドプレート３Ａに連結している。

第２のエンドプレート３Ｂは、正常時において蓄電モジュール１内部の蓄電セル２の容器１１が膨張していない状態であるため、後述する図１１の（Ａ）に示すように、第２のエンドプレート３Ｂの第２の取付部４２と第２の連結部６３側の取付面とが当接した状態である。更に、歪みセンサ７０のゲージ片７１は、その作用部７１Ｂが第２の取付部４２の面部４２Ａと当接していないため、撓んでない状態である。

第２のエンドプレート３Ｂは、蓄電モジュール１内部の蓄電セル２のガスの発生などで容器１１が膨張した場合、後述する図１１の（Ｃ）に示すように容器１１の膨張に応じて、第２の連結部６３側のロッド６４に沿って第１のエンドプレート３Ａと第２のエンドプレート３Ｂとの間の開口を拡開するＸ方向に移動する。歪みセンサ７０のゲージ片７１は、第２のエンドプレート３ＢのＸ方向への移動に応じて、その作用部７１Ｂが第２の取付部４２の面部４２Ａに当接することで撓む。

第２のエンドプレート３Ｂは、蓄電セル２の容器１１の膨張が進行し、第２の連結部６３側のロッド６４に沿ってＸ方向にさらに移動した場合でも、第２の取付部４２の面部が第２の連結部６３側の第２の雄ネジ６６の頭部であるストッパ６６Ａに当接する。そして、ストッパ６６Ａは、第２のエンドプレート３ＢのＸ方向へのさらなる移動を規制している。

図９は、監視回路５０の一例を示すブロック図である。図９に示す監視回路５０は、アラーム出力部５１と、ＣＰＵ５２とを有する。ＣＰＵ５２は、監視回路５０全体を制御する。ＣＰＵ５２は、歪みセンサ７０で測定した電気抵抗値に基づき、蓄電モジュール１内の蓄電セル２の容器１１の膨張有無を判定する。ＣＰＵ５２は、容器１１の膨張と判定された場合、その容器１１の膨張検知をアラーム出力する。

図１０は、膨張検知機構７の応力−歪み特性の一例を示す説明図である。ＣＰＵ５２は、図１０に示す応力−歪み特性を用いて、蓄電セル２の封止を開放する応力以下で、かつ、蓄電セル２の容器１１の膨張を検知できる歪み量Ａ１に換算した電気抵抗値を所定閾値として事前に設定しておく。そして、ＣＰＵ５２は、歪みセンサ７０のゲージ片７１の電気抵抗値が所定閾値を超えた場合、蓄電モジュール１内の蓄電セル２の容器１１の膨張検知と判定する。そして、膨張検知機構７は、第２のエンドプレート３Ｂを拡開するＸ方向に移動可能であるため、蓄電モジュール１内の容器１１の膨張を検知できると共に、容器１１の膨張による蓄電モジュール１への内圧の影響を抑制している。

（実施形態１の蓄電モジュール１の動作）
次に実施形態１の蓄電モジュール１の膨張検知機構７の動作について説明する。図１１は、膨張検知機構７の一連の動作の一例を示す説明図である。図１１の（Ａ）に示す膨張検知機構７は、蓄電セル２の容器１１の膨張が発生していない初期状態であるため、第２の取付部４２と第２の連結部６３とが当接した状態である。この際、第２の取付部４２の取付面とストッパ６６Ａとの間の距離はＬ１とする。歪みセンサ７０のゲージ片７１は、その作用部７１Ｂが第２のエンドプレート３Ｂ側の第２の取付部４２の面部４２Ａと当接していないため、撓みのない状態である。

図１１の（Ｂ）に示す膨張検知機構７は、容器１１内のガス発生などによる容器１１の膨張を開始し、蓄電セル２の容器１１の膨張に応じて、第２のエンドプレート３Ｂが第２の連結部６３側のロッド６４に沿ってＸ方向に移動する。この際、第２の取付部４２の取付面とストッパ６６Ａとの間の距離Ｌ２は、Ｌ２＜Ｌ１の関係である。しかし、歪みセンサ７０のゲージ片７１は、その作用部７１Ｂが第２の取付部４２の面部４２Ａと当接していないため、撓みのない状態である。

図１１の（Ｃ）に示す膨張検知機構７は、蓄電セル２の容器１１の膨張が徐々に進行し、第２のエンドプレート３Ｂが第２の連結部６３のロッド６４に沿って徐々に移動する。この際、第２の取付部４２の取付面とストッパ６６Ａとの間の距離Ｌ３は、Ｌ３＜Ｌ２の関係である。その結果、歪みセンサ７０のゲージ片７１は、その作用部７１Ｂが第２の取付部４２の面部４２Ａと当接して撓む。

図１１の（Ｄ）に示す膨張検知機構７は、蓄電セル２の容器１１の膨張がさらに進行すると、蓄電セル２の容器１１の膨張に応じて、第２のエンドプレート３Ｂが第２の連結部６３のロッド６４に沿ってＸ方向にさらに移動する。この際、第２の取付部４２の取付面とストッパ６６Ａとの間の距離は０である。そして、第２のエンドプレート３Ｂの第２の取付部４２が、第２の連結部６３側の第２の雄ネジ６６の頭部であるストッパ６６Ａに当接してＸ方向へのさらなる移動を規制することになる。

図１２は、膨張報知処理に関わるＣＰＵ５２の処理動作の一例を示すフローチャートである。図１２においてＣＰＵ５２は、歪みセンサ７０で測定したゲージ片７１の電気抵抗値が所定閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ５２は、電気抵抗値が所定閾値を超えた場合（ステップＳ１１肯定）、蓄電モジュール１内の蓄電セル２の容器１１の膨張検知と判定する（ステップＳ１２）。ＣＰＵ５２は、容器１１の膨張検知と判定した後、アラーム出力部５１を通じて、蓄電セル２の容器１１の膨張検知のアラームを出力し（ステップＳ１３）、図１２に示す処理動作を終了する。その結果、ＣＰＵ５２は、例えば、外部機器に蓄電セル２の容器１１の膨張を報知できる。

ＣＰＵ５２は、電気抵抗値が所定閾値を超えていない場合（ステップＳ１１否定）、図１２に示す処理動作を終了する。

図１２に示す膨張報知処理を実行するＣＰＵ５２は、歪みセンサ７０でゲージ片７１の電気抵抗値が所定閾値を超えた場合に、容器１１の膨張検知と判定してアラーム出力する。その結果、ＣＰＵ５２は、蓄電セル２の容器の膨張を、例えば、外部機器に報知できる。

（実施形態１による効果）
蓄電モジュール１は、第１のエンドプレート３Ａと第２のエンドプレート３Ｂとの間を連結部材６で連結し、蓄電セル２の容器１１の膨張に応じて、第２のエンドプレート３Ｂがロッド６４に沿ってＸ方向に移動する。蓄電モジュール１は、連結部材６の歪みセンサ７０の作用部７１Ｂが第２のエンドプレート３Ｂの第２の取付部４２の面部４２Ａに当接してゲージ片７１が撓む。その結果、蓄電モジュール１は、ゲージ片７１の撓みで変動する電気抵抗値が所定閾値を超えた場合に蓄電セル２の容器１１の膨張を検知できる。しかも、蓄電モジュール１は、第２のエンドプレート３Ｂのロッド６４に沿ってＸ方向に移動するため、第２のエンドプレート３Ｂ及び第１のエンドプレート３Ａにかかる内圧を逃がして、その影響を小さくできる。

蓄電モジュール１は、蓄電セル２の容器１１の膨張に応じて、第２のエンドプレート３Ｂが連結部材６のロッド６４に沿ってＸ方向に移動し、第２のエンドプレート３Ｂが第２の連結部６３のストッパ６６Ａに当接することでＸ方向のさらなる移動を規制する。その結果、蓄電モジュール１は、蓄電セル２の容器１１の膨張が進行したとしても第２のエンドプレート３Ｂのさらなる移動を規制できる。

蓄電モジュール１は、第１のエンドプレート３Ａと第２のエンドプレート３Ｂとの間を懸架するように連結部材６で連結する。その結果、第１のエンドプレート３Ａと第２のエンドプレート３Ｂとの間の連結部材６がストッパの役割を果たし、連結部材６で蓄電モジュール１内部から蓄電セル２の飛び出しを防止できる。

しかも、利用者は、蓄電モジュール１内の蓄電セル２の容器１１の膨張をアラームで認識するため、蓄電モジュール１を故障前に交換できる。しかも、利用者は、容器１１の膨張を事前に認識できるため、例えば、無停電電源装置等の高い信頼性が要求される蓄電セル２を確保できる。

蓄電モジュール１の膨張検知機構７は、蓄電セル２の容器１１の膨張に応じて第２のエンドプレート３ＢがＸ方向に移動して歪みセンサ７０のゲージ片７１が撓み、そのゲージ片７１の電気抵抗値の変動に基づき、蓄電セル２の容器１１の膨張を検知した。しかしながら、歪みセンサ７０を用いるのではなく、距離センサを用いても良く。この場合の実施の形態につき、実施形態２として以下に説明する。

［実施形態２］
（実施形態２にかかる蓄電モジュールの構成）
図１３は、実施形態２の蓄電モジュール１Ａの一例を示す説明図である。尚、実施形態１の蓄電モジュール１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

図１３に示す蓄電モジュール１Ａは、例えば、第２のエンドプレート３Ｂの第２の取付部４２の取付面とストッパ６６Ａとの間の距離を測定する距離センサ８０を備えている。尚、距離センサ８０は、例えば、フォトセンサや磁気センサ等で構成するようにしても良い。

距離センサ８０は、第２のエンドプレート３Ｂの第２の取付部４２の取付面とストッパ６６Ａとの間の距離を測定する。ＣＰＵ５２は、距離センサ８０の測定結果で得た測定距離が所定距離以下の場合に、蓄電セル２の容器１１の膨張と判定する。尚、所定距離は、蓄電セル２の容器１１の膨張と判定できる、第２の取付部４２の取付面とストッパ６６Ａとの間の距離に相当する。ＣＰＵ５２は、蓄電セル２の容器１１の膨張と判定された場合、その容器１１の膨張をアラーム出力する。

（実施形態２による効果）
蓄電モジュール１Ａは、蓄電セル２の容器１１の膨張に応じて第２のエンドプレート３Ｂがロッド６４に沿ってＸ方向に移動し、距離センサ８０で第２の取付部４２の取付面とストッパ６６Ａとの間の距離を測定する。蓄電モジュール１Ａは、距離センサ８０で得た測定距離が所定距離以下の場合に蓄電セル２の容器１１の膨張と判定できる。しかも、蓄電モジュール１Ａは、第２のエンドプレート３Ｂのロッド６４に沿ってＸ方向に移動するため、第２のエンドプレート３Ｂ及び第１のエンドプレート３Ａにかかる内圧を逃がして、その影響を小さくできる。

（実施形態の他の変形例）
上記実施形態の蓄電モジュール１、１Ａでは、例えば、距離センサ８０や歪みセンサ７０等を用いて第２のエンドプレート３ＢのＸ方向の移動に応じて蓄積セル２の容器１１の膨張を検知した。しかしながら、距離センサ８０や歪みセンサ７０の代わりに、蓄電セル２の容器１１の膨張で第２のエンドプレート３Ｂにかかる加圧値を測定する加圧センサを用いて、加圧センサで測定した加圧値が所定加圧値を超えた場合に蓄電セル２の容器１１の膨張と検知しても良い。尚、所定加圧値は、容器１１の膨張と検知できる加圧値を事前に設定しておくものとする。また、加圧センサを用いた場合、第２のエンドプレート３Ｂ側の加圧値と所定加圧値とを比較したが、第１のエンドプレート３Ａ側の加圧値と比較するようにしても良い。

また、上記実施形態の蓄電モジュール１Ａに使用する距離センサ８０は、第２のエンドプレート３Ｂの第２の取付部４２の取付面とストッパ６６Ａとの間の距離を測定した。しかしながら、例えば、容器１１の膨張に応じた蓄電モジュール１の第１のエンドプレート３Ａ又は第２のエンドプレート３Ｂの移動量を検知できるのであれば、これらに限定されるものではない。

上記実施形態の蓄電モジュール１に使用する蓄電セル２は、矩形形状の一辺から正極端子１２Ａおよび負極端子１２Ｂを同一方向に引き出す構造としたが、例えば、矩形形状の対向する二辺から引き出す構造や、直角に交わる二辺から引き出す構造としても良い。

上記実施形態の蓄電モジュール１は、リチウムプレドープ型のリチウムイオンキャパシタの蓄電セル２を例示したが、例えば、リチウム以外のアルカリ金属をプレドープさせるタイプのアルカリ金属イオンキャパシタの蓄電セルにも適用可能である。また、非水系二次電池や電気二重層キャパシタの蓄電セル等の蓄電モジュールにも適用可能である。

上記実施形態では、蓄電セル２の容器１１をアルミラミネートフィルム材等のアルミ箔で形成したが、アルミ箔以外の他の金属箔の金属ラミネートフィルム材で形成しても良い。

上記実施形態では、セル主面１４は、ＰＥＴとしたが、例えば、ナイロンやＰＰ（Polypropylene）等にしても良い。

上記実施形態では、第１のエンドプレート３Ａ及び第２のエンドプレート３Ｂを金属部材で形成したが、例えば、難燃性樹脂材料である難燃性ポリプロピレンやガラス入りナイロン等で形成しても良い。

１蓄電モジュール
２蓄電セル
３Ａ第１のエンドプレート
３Ｂ第２のエンドプレート
６連結部材
７膨張検知機構
１１容器
６２第１の連結部
６３第２の連結部
６６Ａストッパ
７０歪みセンサ
７１ゲージ片
８０距離センサ

Claims

ラミネート材の容器で封止した蓄電セルの平面同士を重ね合わせて複数の蓄電セルの内、重ね方向の一端側に配置された第１の蓄電セルの平面に対向する第１のプレートと、
前記複数の蓄電セルの重ね方向の他端側に配置された、前記複数の蓄電セルの内、第２の蓄電セルの平面に対向し、前記第１のプレートとで前記重ね方向に前記複数の蓄電セルを保持する第２のプレートと、
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間が拡開する方向に前記第２のプレートが移動可能に前記第１のプレートと前記第２のプレートとを連結する連結部材と、
前記拡開する方向への前記第２のプレートの移動に応じて前記容器の膨張を検知する検知部と
を有することを特徴とする膨張検知機構。
前記連結部材は、
前記第２のプレートが当接して前記拡開する方向への所定移動量以上の移動を規制するストッパ部材を有することを特徴とする請求項１に記載の膨張検知機構。
前記検知部は、
前記連結部材に一端を固定する撓み片を有し、前記拡開する方向への前記第２のプレートの移動に応じて前記撓み片に当接して、当該撓み片が撓むことで、前記容器の膨張を検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の膨張検知機構。
前記検知部は、
前記拡開する方向への前記第２のプレートの移動量を測定し、この測定結果に基づき、前記容器の膨張を検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の膨張検知機構。