JP2015138649A - 二次電池パック及び移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】単セルが膨出変形しても、外装ケースの変形や損傷を防止するとともに、単セルの膨出変形を検知することができる二次電池パックを提供する。【解決手段】外装ケース15と、電池容器11に収容された単セルBを複数個並べて構成され、外装ケース15内に収容されている組電池14と、隣り合う2つの単セルB間に設けられ、当該単セルB間に一定距離を保つ枠部を有するとともに、当該枠部以外の部位で、対向する単セルとの間に隙間を確保するスペーサ12と、この隙間に入り込んで設けられた圧力センサと、を備えた二次電池パックである。【選択図】図7
Description
本発明は、外装ケース内に複数の単セルを備えた二次電池パック、及びこれを搭載した移動体に関する。
モータを駆動源として走行する電気自動車等の電気推進車両には、モータに電力を供給するための大容量の二次電池パックが搭載される。この二次電池パックは、二次電池の単セルを複数個並べた状態で外装ケース内に収容することによって構成されている(例えば、特許文献1参照)。二次電池の単セルは、発電要素である正極、負極、及び電解液(電解質)を電池容器に収容してなる。また、単セルの電池容器は、内圧の増大によって側板が膨出することがある。そこで、このような膨出変形を抑制する容器形状についての提案がなされている(例えば、特許文献2参照)。このような膨出変形は、電池の劣化が進んだ場合に起きやすい。
二次電池パックにおける外装ケース内で、複数の単セルの側板が膨出し、これが累積すると、外装ケースの側板にも大きな力がかかり、外装ケースがいびつに変形したり損傷したりする可能性がある。
特許文献2に記載の技術は、電池容器の側板に凹部を形成することによって強度を高め、変形を抑制しようとするものであるが、側板の膨出変形を抑制することによって内部の発電要素に負荷がかかる可能性がある。また、側板の膨出変形を完全に無くすことはできないので、収容している単セルの数が多い場合には、膨出変形の累積によって外装ケースには相応の負荷がかかることは不可避である。
特許文献2に記載の技術は、電池容器の側板に凹部を形成することによって強度を高め、変形を抑制しようとするものであるが、側板の膨出変形を抑制することによって内部の発電要素に負荷がかかる可能性がある。また、側板の膨出変形を完全に無くすことはできないので、収容している単セルの数が多い場合には、膨出変形の累積によって外装ケースには相応の負荷がかかることは不可避である。
本発明は、以上のような実情に鑑み、単セルが膨出変形しても、外装ケースの変形や損傷を防止するとともに、単セルの膨出変形を検知することができる二次電池パックを提供することを目的とする。また同時に、このような二次電池パックを備えた移動体を提供することを目的とする。
本発明の二次電池パックは、外装ケースと、電池容器に収容された単セルを複数個並べて構成され、前記外装ケース内に収容されている組電池と、隣り合う2つの単セル間に設けられ、当該単セル間に一定距離を保つ枠部を有するとともに、当該枠部以外の部位で、対向する単セルとの間に隙間を確保するスペーサと、前記隙間に入り込んで設けられた圧力センサと、を備えている。また、本発明の移動体は、このような二次電池パックを搭載している。
本発明の二次電池パック及び移動体によれば、単セルが膨出変形しても、外装ケースの変形や損傷を防止するとともに、単セルの膨出変形を検知することができる。
[実施形態の要旨]
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
(1)この二次電池パックは、外装ケースと、電池容器に収容された単セルを複数個並べて構成され、前記外装ケース内に収容されている組電池と、隣り合う2つの単セル間に設けられ、当該単セル間に一定距離を保つ枠部を有するとともに、当該枠部以外の部位で、対向する単セルとの間に隙間を確保するスペーサと、前記隙間に入り込んで設けられた圧力センサと、を備えている。
上記のように構成された二次電池パックでは、単セルの電池容器が、その並びの方向に膨出変形した場合、スペーサによって確保された隙間が、膨出を受け入れる。これにより、膨出変形の影響が外装ケースに及ぶことを抑制できる。従って、外装ケースの変形や損傷を防止することができる。一方、一定量の膨出により圧力センサが圧迫される。圧迫された圧力センサは、出力変化を生じる。すなわち、一定量の膨出を、圧力センサの出力変化に基づいて検知することができる。
かかる二次電池パックでは、単セルが膨出変形しても、外装ケースの変形や損傷を防止することができ、また、単セルの膨出変形を検知することができる。
かかる二次電池パックでは、単セルが膨出変形しても、外装ケースの変形や損傷を防止することができ、また、単セルの膨出変形を検知することができる。
(2)また、(1)の二次電池パックにおいて、前記枠部は、対向する前記単セルの外端近傍に当接し、前記圧力センサは、対向する前記単セルの中央部に対応する位置に設けられていることが好ましい。
この場合、単セルの膨出変形は外端近傍には現れにくいので、膨出変形が枠部を介して外装ケースに及ぶことを、抑制できる。また、単セルの膨出変形は中央部に現れやすいので、これを、圧力センサにより検知するに好適である。
この場合、単セルの膨出変形は外端近傍には現れにくいので、膨出変形が枠部を介して外装ケースに及ぶことを、抑制できる。また、単セルの膨出変形は中央部に現れやすいので、これを、圧力センサにより検知するに好適である。
(3)また、(1)又は(2)の二次電池パックにおいて、前記圧力センサは、全ての前記単セルに対して設けられていてもよい。
この場合、予め圧力センサと単セルとを対応づけておくことにより、膨出変形を生じた単セルを、圧力センサの出力によって特定することができる。
この場合、予め圧力センサと単セルとを対応づけておくことにより、膨出変形を生じた単セルを、圧力センサの出力によって特定することができる。
(4)また、(1)〜(3)のいずれかの二次電池パックにおいて、前記部位とは、前記枠部を外枠とする平板部であり、当該枠部と当該平板部とは前記スペーサの両面に面対称に存在し、かつ、前記圧力センサは両面の前記平板部にそれぞれ固着されていてもよい。
この場合、1つのスペーサで、隣り合う2つの単セルとの間にそれぞれ、対向する単セル用の圧力センサを配置することができる。
この場合、1つのスペーサで、隣り合う2つの単セルとの間にそれぞれ、対向する単セル用の圧力センサを配置することができる。
(5)また、(1)〜(4)のいずれかの二次電池パックにおいて、前記枠部には、前記圧力センサのリード線を通すための取り出し口が形成されていてもよい。
この場合、単セルの膨出変形に伴って起きやすい圧力センサのリード線の損傷を、抑制することができる。
この場合、単セルの膨出変形に伴って起きやすい圧力センサのリード線の損傷を、抑制することができる。
(6)また、移動体は、(1)の二次電池パックを電源として搭載することができる。
このような移動体、例えば電気自動車等の電気推進車両は、単セルの膨出変形を早期に発見して、取り替えることができるので、電源としての信頼性を高めることができる。
このような移動体、例えば電気自動車等の電気推進車両は、単セルの膨出変形を早期に発見して、取り替えることができるので、電源としての信頼性を高めることができる。
[実施形態の詳細]
まず、本発明の一実施形態に係る二次電池パックを構成する二次電池としての、溶融塩電池について説明する。
まず、本発明の一実施形態に係る二次電池パックを構成する二次電池としての、溶融塩電池について説明する。
《溶融塩電池の基本構造》
図1は、溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。図において、発電要素は、正極1、負極2及びそれらの間に介在するセパレータ3を備えている。正極1は、正極集電体1aと、正極材1bとによって構成されている。負極2は、負極集電体2aと、負極材2bとによって構成されている。
図1は、溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。図において、発電要素は、正極1、負極2及びそれらの間に介在するセパレータ3を備えている。正極1は、正極集電体1aと、正極材1bとによって構成されている。負極2は、負極集電体2aと、負極材2bとによって構成されている。
正極集電体1aの素材は、例えば、アルミニウム不織布(線径100μm、気孔率80%)である。正極材1bは、正極活物質としての例えばNaCrO2と、アセチレンブラックと、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)と、N−メチル−2−ピロリドンとを、質量比85:10:5:100の割合で混練したものである。そして、このように混練したものを、アルミニウム不織布の正極集電体1aに充填し、乾燥後に、100MPaにてプレスし、正極1の厚みが約1mmとなるように形成される。
一方、負極2においては、アルミニウム製の負極集電体2a上に、負極活物質としての例えば錫を含むSn−Na合金が、メッキにより形成される。
一方、負極2においては、アルミニウム製の負極集電体2a上に、負極活物質としての例えば錫を含むSn−Na合金が、メッキにより形成される。
正極1及び負極2の間に介在するセパレータ3は、ガラスの不織布(厚さ200μm)又はポリオレフィンシート(厚さ50μm)に電解質としての溶融塩を含浸させたものである。この溶融塩は、例えば、NaFSA56mol%と、KFSA(カリウム ビスフルオロスルフォニルアミド)44mol%との混合物であり、融点は57℃である。融点以上の温度では、溶融塩は溶融し、高濃度のイオンが溶解した電解液となって、正極1及び負極2に触れている。また、この溶融塩は不燃性である。この溶融塩電池の稼働温度領域は57℃〜190℃であり、特に好ましい温度領域は、90℃付近である。
なお、上述した各部の材質・成分や数値は好適な一例であるが、これらに限定されるものではない。
例えば、溶融塩としては、上記の他、NaFSAと、LiFSA、KFSA、RbFSA又はCsFSAとの混合物も好適である。また、有機カチオン等よりなる他の塩を混合する場合もあり、一般には、溶融塩は、(a)NaFSAを含む混合物、(b)NaTFSAを含む混合物、(c)NaFTAを含む混合物、が適する。また、(a)〜(c)のうち2以上を混合することも可能である。これらの場合、各混合物の溶融塩は、比較的低融点となるので、少ない加熱で高濃度のイオンが溶解した状態を実現し、溶融塩電池を作動させることができる。
例えば、溶融塩としては、上記の他、NaFSAと、LiFSA、KFSA、RbFSA又はCsFSAとの混合物も好適である。また、有機カチオン等よりなる他の塩を混合する場合もあり、一般には、溶融塩は、(a)NaFSAを含む混合物、(b)NaTFSAを含む混合物、(c)NaFTAを含む混合物、が適する。また、(a)〜(c)のうち2以上を混合することも可能である。これらの場合、各混合物の溶融塩は、比較的低融点となるので、少ない加熱で高濃度のイオンが溶解した状態を実現し、溶融塩電池を作動させることができる。
また、上記の例では、20℃程度の常温で電解液が固化している溶融塩電池について説明したが、これ以外にも、例えばNaFSAとPy13FSA(N−メチル−N−プロピルピロリジニウムFSA)との混合物は、57℃よりも融点が低温で、例えば20度程度の常温でも溶融状態である電解液/電解質として、適用可能である。但し、この場合でも、特に好ましい温度領域まで昇温させることは必要である。
《溶融塩電池の具体的構造》
次に、より具体的な溶融塩電池の発電要素の構成について説明する。図2は、溶融塩電池本体(電池としての本体部分)10の積層構造を簡略に示す斜視図、図3は同様の構造についての横断面図である。
図2及び図3において、複数(図示しているのは6個)の矩形平板状の負極2と、袋状のセパレータ3に各々収容された複数(図示しているのは5個)の矩形平板状の正極1とが、互いに対向して図3における上下方向すなわち積層方向に重ね合わせられ、積層構造を成している。
次に、より具体的な溶融塩電池の発電要素の構成について説明する。図2は、溶融塩電池本体(電池としての本体部分)10の積層構造を簡略に示す斜視図、図3は同様の構造についての横断面図である。
図2及び図3において、複数(図示しているのは6個)の矩形平板状の負極2と、袋状のセパレータ3に各々収容された複数(図示しているのは5個)の矩形平板状の正極1とが、互いに対向して図3における上下方向すなわち積層方向に重ね合わせられ、積層構造を成している。
セパレータ3は、隣り合う正極1と負極2との間に介在しており、言い換えれば、セパレータ3を介して、正極1及び負極2が交互に積層されていることになる。実際に積層する数は、例えば、正極1が20個、負極2が21個、セパレータ3は「袋」としては20袋であるが、正極1・負極2間に介在する個数としては40個である。なお、セパレータ3は、袋状に限定されず、分離した40個であってもよい。
なお、図3では、セパレータ3と負極2とが互いに離れているように描いているが、溶融塩電池の完成時には互いに密着する。正極1も、当然に、セパレータ3に密着している。また、正極1の縦方向及び横方向それぞれの寸法は、デンドライトの発生を防止するために、負極2の縦方向及び横方向の寸法より小さくしてあり、正極1の外縁が、セパレータ3を介して負極2の周縁部に対向するようになっている。
《実用上の単セル》
上記のように構成された溶融塩電池本体10は、例えばアルミニウム合金製で直方体形状の電池容器に収容されることによって、溶融塩電池としての物理的な一個体を成す「単セル」(単電池/素電池)を構成する。
図4は、電池容器11に収容された状態の溶融塩電池本体、すなわち溶融塩電池の単セルBの外観の概略を示す斜視図である。なお、図2,図3における正極1及び負極2のそれぞれからは、端子1t及び2tが電池容器11の外部へ、電池容器11との絶縁を保って引き出される。電池容器11の内面には絶縁処理が施されており、電池容器11は、内部の溶融塩電池本体10とは電気的に絶縁されている。図4においては、単セルBの上面の長辺方向をXで示し、短辺方向をYで示し、上下方向をZで示している。端子1t及び2tは、単セルBの上面であって、X方向の端部寄りに設けられている。
上記のように構成された溶融塩電池本体10は、例えばアルミニウム合金製で直方体形状の電池容器に収容されることによって、溶融塩電池としての物理的な一個体を成す「単セル」(単電池/素電池)を構成する。
図4は、電池容器11に収容された状態の溶融塩電池本体、すなわち溶融塩電池の単セルBの外観の概略を示す斜視図である。なお、図2,図3における正極1及び負極2のそれぞれからは、端子1t及び2tが電池容器11の外部へ、電池容器11との絶縁を保って引き出される。電池容器11の内面には絶縁処理が施されており、電池容器11は、内部の溶融塩電池本体10とは電気的に絶縁されている。図4においては、単セルBの上面の長辺方向をXで示し、短辺方向をYで示し、上下方向をZで示している。端子1t及び2tは、単セルBの上面であって、X方向の端部寄りに設けられている。
《二次電池パック:第1実施形態》
図5は、第1実施形態に係る二次電池パックに用いるスペーサ及び温度センサを示す斜視図である。図において、スペーサ12の材質は、例えばアルミニウム合金や、鉄系金属である。また、必要な機械的強度を満たす硬い樹脂を用いることも可能である。スペーサ12は、いわば平底容器のような形状であり、矩形の平板部12aと、その外端近傍に外枠として形成された枠部12bとを備えている。スペーサ12は、平板部12aに対して面対称であり、図示の背面側から見た場合も同じ形態である。また、スペーサ12を正面から見たときの幅(X方向)及び高さ(Z方向)は、それぞれ、単セルBの電池容器11の幅及び高さと一致している。
図5は、第1実施形態に係る二次電池パックに用いるスペーサ及び温度センサを示す斜視図である。図において、スペーサ12の材質は、例えばアルミニウム合金や、鉄系金属である。また、必要な機械的強度を満たす硬い樹脂を用いることも可能である。スペーサ12は、いわば平底容器のような形状であり、矩形の平板部12aと、その外端近傍に外枠として形成された枠部12bとを備えている。スペーサ12は、平板部12aに対して面対称であり、図示の背面側から見た場合も同じ形態である。また、スペーサ12を正面から見たときの幅(X方向)及び高さ(Z方向)は、それぞれ、単セルBの電池容器11の幅及び高さと一致している。
図5の正面側の枠部12bは平板部12aより−Y方向に突出し、図の背面側の枠部12bは平板部12aより+Y方向に突出している。この突出による段差hは、単セルBの膨出変形を考慮して適切な値に設定される。また、この段差hの合計2hと、平板部12aの厚さとにより、スペーサ12の厚さ(=d)が規定される。
スペーサ12の図の上部中央で枠部12bは途切れていて、リード線13aの取り出し口12cが形成されている。
スペーサ12の中央部には、圧力センサ13が、例えば接着により取り付けられている。圧力センサ13は、例えば圧電素子である。圧力センサ13のリード線13aは、取り出し口12cを通って外部へ引き出される。
スペーサ12の図の上部中央で枠部12bは途切れていて、リード線13aの取り出し口12cが形成されている。
スペーサ12の中央部には、圧力センサ13が、例えば接着により取り付けられている。圧力センサ13は、例えば圧電素子である。圧力センサ13のリード線13aは、取り出し口12cを通って外部へ引き出される。
図6は、2つの単セルBの間にスペーサ12を装着する要領を示す斜視図である。スペーサ12を矢印の方向に挿入するように装着することにより、2つの単セルB間にY方向の一定距離dを確保する。また、スペーサ12を挿入し終わった状態で、スペーサ12の枠部12bは、電池容器11の側面(X−Z平面)の外端近傍11b(ハッチングを付した部位)に当接する。この外端近傍11bには、膨出変形が生じにくい。従って、電池容器11全体としては膨出変形を生じたときでも、その膨出変形が枠部12bを介して外装ケース15(図7)に及ぶことを、抑制できる。
一方、外端近傍11bを除く残余の部分のうち、特に中央部11aは、膨出変形の際に最も突出する部位である。スペーサ12が所定位置に装着された状態で、圧力センサ13は、中央部11aに対してY方向に対向する位置にある。すなわち、単セルBの膨出変形は中央部11aに現れやすいので、中央部11aに対向する位置に圧力センサ13があることは、一定量の膨出変形を検知するに好適である。
また、このようなスペーサ12の構造によれば、1つのスペーサ12で、隣り合う2つの単セルBとの間にそれぞれ、対向する単セル用の圧力センサ13を配置することができる。
また、このようなスペーサ12の構造によれば、1つのスペーサ12で、隣り合う2つの単セルBとの間にそれぞれ、対向する単セル用の圧力センサ13を配置することができる。
図7は、二次電池パック100の主要部の分解斜視図である。図において、組電池14を成す複数個(この例では8個)の単セルBは、外装ケース15内に収容される。外装ケース15は、蓋15Aと、蓋以外の本体部15Bとにより構成される箱状物であり、例えばアルミニウム合金で形成されている。本体部15Bの例えば底面には、組電池14を適温に加熱保温する薄パネル状のヒータ16が設けられる。
外装ケース15内で、単セルは図示のように並べられた状態となっている。スペーサ12は、隣り合う2つの単セルB間に装着される。Y方向の両端には、スペーサ12の片面をベタ平面にした終端スペーサ12Eが装着される。圧力センサ13(図6)は、1つの単セルBの両面にそれぞれ対向するように配置される。
例えば、外装ケース15におけるY方向の両端面のパネル15pが、ねじ止め等により、着脱可能であるとすると、少なくとも片方のパネル15pを外した状態で、組電池14、スペーサ12及び終端スペーサ12Eを装着する。そして、パネル15p及び蓋15Aを取り付けると、外装ケース15内に組電池14並びにスペーサ12及び終端スペーサ12Eが、相互に一定の緊密な当接状態(がたつきの無い状態で)で並び立っている状態の、二次電池パック100が出来上がる。
なお、単セルB同士は、バー又は電線で直列に接続されるが、ここでは図示を省略する。また、組電池14から導出される主回路電線、圧力センサ13のリード線13a(図6)、及び、ヒータ16の給電線を外へ出すための孔が、外装ケース15に設けられるが、ここでは図示を省略する。
図8は、このように組み立てられた二次電池パック100におけるスペーサ12の、図6におけるVIII−VIII線断面の概略図である。
膨出変形の無い正常な状態の単セルBの場合、図8に示すように、電池容器11の側面の中央部11aは、対向する圧力センサ13に触れない。これは、枠部12bに対する平板部11aから突出する段差hが、圧力センサ13を押さないように適切に選択されているからである。すなわち、スペーサ12は、枠部12b以外の部位(平板部12a)では、対向する単セルBの電池容器11との間に段差hの隙間を確保している。そして、圧力センサ13は、この隙間に入り込んで設けられている。
膨出変形の無い正常な状態の単セルBの場合、図8に示すように、電池容器11の側面の中央部11aは、対向する圧力センサ13に触れない。これは、枠部12bに対する平板部11aから突出する段差hが、圧力センサ13を押さないように適切に選択されているからである。すなわち、スペーサ12は、枠部12b以外の部位(平板部12a)では、対向する単セルBの電池容器11との間に段差hの隙間を確保している。そして、圧力センサ13は、この隙間に入り込んで設けられている。
図9は、図8の状態から単セルBに膨出変形が生じた場合の図である。一定量の膨出変形が生じると、単セルBの側面の中央部11aが圧力センサ13に当たり、スペーサ12の平板部12aとの間で、圧力センサ13を圧迫する。これにより、圧力センサ13は出力が変化する。この出力変化により、膨出変形を検知することができる。
以上のように、上記の二次電池パック100では、単セルBの電池容器11が、その並びの方向に膨出変形した場合、スペーサ12によって確保された隙間が、膨出を受け入れる。これにより、膨出変形の影響が外装ケース15に及ぶことを抑制できる。従って、外装ケース15の変形や損傷を防止することができる。一方、一定量の膨出により圧力センサ13が圧迫される。圧迫された圧力センサ13は、出力変化を生じる。すなわち、一定量の膨出を、圧力センサの出力変化に基づいて検知することができる。
なお、枠部12bには、圧力センサ13のリード線13aを通すための取り出し口12cが形成されているので、リード線13aが途中で固定されない自由な状態となっている。従って、単セルBが膨出変形して圧力センサ13を圧迫しても、リード線13aが強く引っ張られることはない。すなわち、単セルBの膨出変形に伴って起きやすい圧力センサ13のリード線13aの損傷を、抑制することができる。
また、上記実施形態のように、全ての単セルBに対応して圧力センサ13を設けた場合、圧力センサ13と単セルBとを予め対応付けることができる。従って、組電池14のうち、一部の単セルBにのみ膨出変形が生じた場合に、その単セルBを容易に特定することができ、取替には至便である。
なお、図8において、膨出変形の無い正常な状態の単セルBの場合、電池容器11の側面の中央部11aは、対向する圧力センサ13に触れない、としたが、必ずしもこの構成に限定される訳ではない。例えば、中央部11aが圧力センサ13に触れていても、押圧による圧力が一定値(閾値)以下又は未満であれば正常、圧力が一定値より高いか又は以上であれば膨出変形が生じている、とすることもできる。
《二次電池パック:第2実施形態》
図10は、第2実施形態に係る二次電池パックの要部を示す水平断面図(X−Y平面の断面図)である。この二次電池パック100では、外装ケース15がスペーサの機能を兼ねている。(a)に示すように、外装ケース15の内面には、スペーサとなる枠部15bが、Y方向に等間隔で、かつ、Z方向へ延びるように形成されている。隣り合う枠部15bの間の凹部15aは、Y方向に等間隔で形成されており、ここに、単セルBを嵌め込むことができる。また、枠部15bのY方向中央にはそれぞれ、溝15cが形成されている。
図10は、第2実施形態に係る二次電池パックの要部を示す水平断面図(X−Y平面の断面図)である。この二次電池パック100では、外装ケース15がスペーサの機能を兼ねている。(a)に示すように、外装ケース15の内面には、スペーサとなる枠部15bが、Y方向に等間隔で、かつ、Z方向へ延びるように形成されている。隣り合う枠部15bの間の凹部15aは、Y方向に等間隔で形成されており、ここに、単セルBを嵌め込むことができる。また、枠部15bのY方向中央にはそれぞれ、溝15cが形成されている。
次に、(b)は、Z方向に沿って、溝15cに7枚の平板部12aを挿入した状態を示す図である。平板部12aの両面には、圧力センサ13が例えば接着により、取り付けられている。
続いて、(c)は、8個の単セルBを所定位置に装着した状態を示す図である。
このようにして組み立てた二次電池パック100においては、外装ケース15側にある枠部15bが単セルB間に一定距離を保つ。また、枠部15bに嵌め込まれた平板部12aは、対向する単セルBとの間に隙間を確保し、圧力センサ13はこの隙間に入り込んで設けられている。すなわち、第2実施形態では、枠部15bと、平板部12aとにより、第1実施形態におけるスペーサ12と同様の機能を実現する。
続いて、(c)は、8個の単セルBを所定位置に装着した状態を示す図である。
このようにして組み立てた二次電池パック100においては、外装ケース15側にある枠部15bが単セルB間に一定距離を保つ。また、枠部15bに嵌め込まれた平板部12aは、対向する単セルBとの間に隙間を確保し、圧力センサ13はこの隙間に入り込んで設けられている。すなわち、第2実施形態では、枠部15bと、平板部12aとにより、第1実施形態におけるスペーサ12と同様の機能を実現する。
膨出変形の無い正常な状態の単セルBの場合、図10の(c)に示すように、電池容器11の側面の中央部11aは、対向する圧力センサ13に接触しない(又は、接触しても圧力が一定値以下又は未満である。)。
また、一定量の膨出変形が生じると、単セルBの側面の中央部11aが圧力センサ13に当たり(又は、より強く当たり)、スペーサ12の平板部12aとの間で、圧力センサ13を圧迫する。これにより、圧力センサ13は出力が変化する。この出力変化により、膨出変形を検知することができる。また、枠部15bの存在により、膨出変形の影響が外装ケース15に及ぶことは抑制される。
すなわち、第2実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
また、一定量の膨出変形が生じると、単セルBの側面の中央部11aが圧力センサ13に当たり(又は、より強く当たり)、スペーサ12の平板部12aとの間で、圧力センサ13を圧迫する。これにより、圧力センサ13は出力が変化する。この出力変化により、膨出変形を検知することができる。また、枠部15bの存在により、膨出変形の影響が外装ケース15に及ぶことは抑制される。
すなわち、第2実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
《電気推進車両等の移動体》
図11は、第1実施形態又は第2実施形態の二次電池パック100を、電気自動車、ハイブリッド等の電気推進車両200に搭載した図である。上記のような二次電池パック100を搭載した電気推進車両200は、単セルの膨出変形を早期に発見して、取り替えることができるので、電源としての信頼性を高めることができる。
また、電気推進車両200に搭載された二次電池パック100は、振動や加速度を受けることになる。ここで、図8に示したように、正常な状態の単セルBは、圧力センサ13に接触していないので、振動や加速度を受けても、誤検知を防止することができる。但し、前述のように、正常な状態の単セルBが圧力センサ13に接触している構成もあり得る。この場合は、予想される振動や加速度を受けた場合でも、膨出変形の無い正常な状態であれば圧力が一定を超えないように設計することで、同様に、誤検知を防止することは可能である。
図11は、第1実施形態又は第2実施形態の二次電池パック100を、電気自動車、ハイブリッド等の電気推進車両200に搭載した図である。上記のような二次電池パック100を搭載した電気推進車両200は、単セルの膨出変形を早期に発見して、取り替えることができるので、電源としての信頼性を高めることができる。
また、電気推進車両200に搭載された二次電池パック100は、振動や加速度を受けることになる。ここで、図8に示したように、正常な状態の単セルBは、圧力センサ13に接触していないので、振動や加速度を受けても、誤検知を防止することができる。但し、前述のように、正常な状態の単セルBが圧力センサ13に接触している構成もあり得る。この場合は、予想される振動や加速度を受けた場合でも、膨出変形の無い正常な状態であれば圧力が一定を超えないように設計することで、同様に、誤検知を防止することは可能である。
なお、上記の二次電池パック100は、電気推進車両以外の移動体(例えば、鉄道、航空機、船舶)にも使用することができ、膨出変形の早期発見に好適である。
《その他》
なお、上記二次電池パックは、単セルとして溶融塩電池を用いた例を示したが、溶融塩電池に限らず、その他の二次電池であってもよい。例えば、単セルがリチウムイオン電池の場合でも膨出変形を生じることがあるので、上記のような構造の二次電池パックを適用すれば同様の作用効果を得ることができる。
なお、上記二次電池パックは、単セルとして溶融塩電池を用いた例を示したが、溶融塩電池に限らず、その他の二次電池であってもよい。例えば、単セルがリチウムイオン電池の場合でも膨出変形を生じることがあるので、上記のような構造の二次電池パックを適用すれば同様の作用効果を得ることができる。
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 正極
1a 正極集電体
1b 正極材
1t、2t 端子
2 負極
2a 負極集電体
2b 負極材
3 セパレータ
10 溶融塩電池本体
11 電池容器
11a 中央部
11b 外端近傍
12 スペーサ
12a 平板部
12b 枠部
12 枠部
12c 取り出し口
12E 終端スペーサ
13 圧力センサ
13a リード線
14 組電池
15 外装ケース
15A 蓋
15B 本体部
15p パネル
15a 凹部
15b 枠部
15c 溝
16 ヒータ
100 二次電池パック
200 電気推進車両
1a 正極集電体
1b 正極材
1t、2t 端子
2 負極
2a 負極集電体
2b 負極材
3 セパレータ
10 溶融塩電池本体
11 電池容器
11a 中央部
11b 外端近傍
12 スペーサ
12a 平板部
12b 枠部
12 枠部
12c 取り出し口
12E 終端スペーサ
13 圧力センサ
13a リード線
14 組電池
15 外装ケース
15A 蓋
15B 本体部
15p パネル
15a 凹部
15b 枠部
15c 溝
16 ヒータ
100 二次電池パック
200 電気推進車両
Claims (6)
- 外装ケースと、
電池容器に収容された単セルを複数個並べて構成され、前記外装ケース内に収容されている組電池と、
隣り合う2つの単セル間に設けられ、当該単セル間に一定距離を保つ枠部を有するとともに、当該枠部以外の部位で、対向する単セルとの間に隙間を確保するスペーサと、
前記隙間に入り込んで設けられた圧力センサと、
を備えている二次電池パック。 - 前記枠部は、対向する前記単セルの外端近傍に当接し、前記圧力センサは、対向する前記単セルの中央部に対応する位置に設けられている請求項1に記載の二次電池パック。
- 前記圧力センサは、全ての前記単セルに対して設けられている請求項1又は請求項2に記載の二次電池パック。
- 前記部位とは、前記枠部を外枠とする平板部であり、当該枠部と当該平板部とは前記スペーサの両面に面対称に存在し、かつ、前記圧力センサは両面の前記平板部にそれぞれ固着されている請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の二次電池パック。
- 前記枠部には、前記圧力センサのリード線を通すための取り出し口が形成されている請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の二次電池パック。
- 請求項1に記載の二次電池パックを電源として搭載する移動体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014009413A JP2015138649A (ja) | 2014-01-22 | 2014-01-22 | 二次電池パック及び移動体 |
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JP2014009413A JP2015138649A (ja) | 2014-01-22 | 2014-01-22 | 二次電池パック及び移動体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015138649A true JP2015138649A (ja) | 2015-07-30 |
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ID=53769527
Family Applications (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2015138649A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018078912A1 (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | 東洋ゴム工業株式会社 | 密閉型二次電池の変形検出センサ、及び密閉型二次電池 |
KR20190108380A (ko) * | 2018-03-14 | 2019-09-24 | 주식회사 엘지화학 | 엔드 플레이트, 이러한 엔드 플레이트를 포함하는 배터리 모듈과 배터리 팩 및 배터리 모듈 자동 조립 장치 |
KR102034771B1 (ko) * | 2018-05-11 | 2019-10-22 | 덕양산업 주식회사 | 전기식 과충전감지장치 |
CN110943190A (zh) * | 2018-09-24 | 2020-03-31 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于蓄能元件的预紧装置 |
JP2020136165A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 株式会社デンソー | 電池モジュール |
US10763469B2 (en) | 2015-09-18 | 2020-09-01 | Gs Yuasa International Ltd. | Energy storage apparatus |
CN112018461A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-01 | 常州瑞德丰精密技术有限公司 | 电池包、电动车及储能装置 |
DE102020118542B3 (de) | 2020-07-14 | 2022-01-05 | Audi Aktiengesellschaft | Batteriemodul sowie Kraftfahrzeug mit einer Antriebsbatterie und Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls |
US11296383B2 (en) | 2018-01-23 | 2022-04-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Secondary battery |
CN115882152A (zh) * | 2023-02-08 | 2023-03-31 | 合肥联宝信息技术有限公司 | 一种电池组件及具有该电池组件的电子设备 |
-
2014
- 2014-01-22 JP JP2014009413A patent/JP2015138649A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10763469B2 (en) | 2015-09-18 | 2020-09-01 | Gs Yuasa International Ltd. | Energy storage apparatus |
JP2018073636A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | 東洋ゴム工業株式会社 | 密閉型二次電池の変形検出センサ、及び密閉型二次電池 |
WO2018078912A1 (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | 東洋ゴム工業株式会社 | 密閉型二次電池の変形検出センサ、及び密閉型二次電池 |
US11296383B2 (en) | 2018-01-23 | 2022-04-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Secondary battery |
KR102354867B1 (ko) * | 2018-03-14 | 2022-01-21 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 엔드 플레이트, 이러한 엔드 플레이트를 포함하는 배터리 모듈과 배터리 팩 및 배터리 모듈 자동 조립 장치 |
KR20190108380A (ko) * | 2018-03-14 | 2019-09-24 | 주식회사 엘지화학 | 엔드 플레이트, 이러한 엔드 플레이트를 포함하는 배터리 모듈과 배터리 팩 및 배터리 모듈 자동 조립 장치 |
KR102034771B1 (ko) * | 2018-05-11 | 2019-10-22 | 덕양산업 주식회사 | 전기식 과충전감지장치 |
CN110943190A (zh) * | 2018-09-24 | 2020-03-31 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于蓄能元件的预紧装置 |
JP2020136165A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 株式会社デンソー | 電池モジュール |
JP7200741B2 (ja) | 2019-02-22 | 2023-01-10 | 株式会社デンソー | 電池モジュール |
DE102020118542B3 (de) | 2020-07-14 | 2022-01-05 | Audi Aktiengesellschaft | Batteriemodul sowie Kraftfahrzeug mit einer Antriebsbatterie und Verfahren zum Herstellen eines Batteriemoduls |
CN112018461A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-01 | 常州瑞德丰精密技术有限公司 | 电池包、电动车及储能装置 |
CN115882152A (zh) * | 2023-02-08 | 2023-03-31 | 合肥联宝信息技术有限公司 | 一种电池组件及具有该电池组件的电子设备 |
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