JP2016018740A - 電池モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】サーミスタの取付状態を確認すること。
【解決手段】電池モジュールは、複数の電池セル11を有している。各電池セル11は、個別の電池ホルダに保持されている。電池モジュールはカバー61を有している。カバー61は、電池セル11のサーミスタ51が取り付けられた取付面15aと対向して設けられている。カバー61には、サーミスタ51の取付状態を視認することができる確認孔70が設けられている。
【選択図】図7

Description

本発明は、電池セルにサーミスタを取り付けた電池モジュールに関する。
複数の電池セルを有する電池モジュールには、電池セルの温度を検出するためのサーミスタが設けられている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の二次電池装置では、複数の電池セルを並列接続したセルユニットがセンターケース内に収容されている。複数の電池セルのうち、最も温度が高くなる位置に設けられた電池セル及び最も温度が低くなる位置に設けられた電池セルには、サーミスタが設けられている。センターケースの側壁において、サーミスタが取り付けられる電池セルと対向する側壁内面には、細長い帯状の溝が形成されている。サーミスタは、溝内に収容されている。
特開2012−38468号公報
ところで、サーミスタが位置ずれした状態で電池セルに取り付けられている場合など、サーミスタが適切に取り付けられていない場合、電池セルの温度を正しく計測できない。また、二次電池装置に振動が加わると、サーミスタが溝から抜け出すおそれがある。このため、サーミスタを電池セルに取り付ける際に、サーミスタの取付状態を確認することが望まれている。
本発明の目的は、サーミスタの取付状態を確認することができる電池モジュールを提供することにある。
上記課題を解決する電池モジュールは、電池セルと、前記電池セルに取り付けられたサーミスタと、前記電池セルの前記サーミスタが取り付けられた取付面と対向して設けられ、前記取付面を覆うカバーと、を備えた電池モジュールであって、前記カバーが取り付けられた際に前記サーミスタを視認することができる視認部を前記カバーは有する。
これによれば、電池セルにサーミスタを取り付けた後に、視認部からサーミスタの取付状態を確認することができる。サーミスタがカバーによって覆われていても、視認部からサーミスタの取付状態を確認することができるため、サーミスタが位置ずれした状態で取り付けられている場合には、カバーを外してサーミスタを再度取り付けることができる。このため、サーミスタが位置ずれした状態で取り付けられることが抑制され、サーミスタが電池セルから外れにくい。
上記電池モジュールについて、前記サーミスタが接触する位置決め面を有するとともに、前記電池セルを保持する電池ホルダを備え、前記視認部は、前記位置決め面と前記サーミスタとの接触部を視認することができる位置に設けられていることが好ましい。これによれば、位置決め面とサーミスタとの接触状態を確認することで、サーミスタの取付状態を確認することができる。このため、サーミスタの取付状態を確認しやすい。
上記電池モジュールについて、前記視認部は、前記位置決め面と前記サーミスタとの接触部と対向する位置に設けられていることが好ましい。これによれば、サーミスタの取付状態を確認しやすい。
上記電池モジュールについて、前記視認部は、前記カバーを貫通する確認孔であり、前記電池ホルダは、前記確認孔の縁に係止して前記カバーの位置ずれを抑止する係止爪を有することが好ましい。これによれば、カバーの位置ずれを抑止することができる。
上記電池モジュールについて、前記視認部は、前記カバーを貫通する確認孔であり、前記カバーは、前記電池セルから排出される気体の流路を区画する流路区画部と、前記電池セルの端子が収容される端子収容領域を区画する収容領域区画部とを有し、前記サーミスタは、前記流路と前記端子収容領域との間の領域に設けられ、前記確認孔は、前記流路区画部と前記収容領域区画部との間に設けられていることが好ましい。
これによれば、確認孔は、流路及び端子収容領域と連通しない。したがって、電池セルから排出される気体が確認孔から流路外に漏れだしたり、確認孔から流路外に漏れだしたり、確認孔から端子収容領域に異物が侵入し、電池セルが短絡することが抑制される。
上記電池モジュールについて、前記カバーには、前記サーミスタを前記電池セルに押さえつける押さえ部が設けられていることが好ましい。これによれば、カバーによってサーミスタの位置ずれを抑制することができる。
本発明によれば、サーミスタの取付状態を確認することができる。
実施形態の電池モジュールを示す斜視図。 実施形態の電池モジュールを示す図1の2−2線断面図。 (a)は実施形態の第1電池ホルダを示す斜視図、(b)は実施形態の第2電池ホルダを示す斜視図。 実施形態の係止爪を拡大して示す一部破断斜視図。 実施形態のガイド部材を拡大して示す一部破断斜視図。 実施形態のカバーを示す斜視図。 実施形態のサーミスタの取付態様を示す一部破断斜視図。 実施形態の確認孔とサーミスタとの位置関係を模式的に示す図。
以下、電池モジュールの一実施形態について説明する。
図1及び図2に示すように、電池モジュール10は、複数の電池セル11を有している。各電池セル11は、個別の電池ホルダ20,40に保持されている。本実施形態では、第1電池ホルダ20に保持された電池セル11と、第2電池ホルダ40に保持された電池セル11とが交互に並設されている。複数の電池セル11は、電池セル11の並設方向の両側に設けられたエンドプレート18,19によって挟持されている。
電池セル11(例えば、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素蓄電池)は、ケース12を有している。ケース12には、電極組立体13が収容されている。ケース12は、電極組立体13を収容する有底箱状のケース本体14と、ケース本体14の開口を閉塞する矩形板状の蓋15とから構成されている。蓋15には、蓋15の厚み方向に突出する2つの端子16(正極端子及び負極端子)が設けられている。また、蓋15において、2つの端子16の間には、ケース12の内圧が規定圧力を超えたときに開放される圧力開放弁17が設けられている。なお、この「規定圧力」は、ケース12の内圧が高まったときに、ケース12が破損する前に圧力開放弁17が破断するような圧力に設定される。
次に、第1電池ホルダ20及び第2電池ホルダ40について説明する。まず、第1電池ホルダ20と第2電池ホルダ40の共通部分について説明する。
図3(a)及び図3(b)に示すように、各電池ホルダ20,40は、矩形平板状の第1被覆壁21を有している。第1被覆壁21の長手方向両端には、第1被覆壁21の厚み方向に延びる矩形平板状の第2被覆壁22及び第3被覆壁23が設けられている。第1被覆壁21、第2被覆壁22及び第3被覆壁23に囲まれる領域は、電池セル11が収容される収容部Sとなる。第2被覆壁22の長手方向第1端部22a(第1被覆壁21が設けられる端部とは反対側の端部)と、第3被覆壁23の長手方向第1端部23a(第1被覆壁21が設けられる端部とは反対側の端部)には、各被覆壁22,23の短手方向第1端部22c,23cの間で延びる矩形平板状の第4被覆壁24が設けられている。第4被覆壁24は、厚み方向が被覆壁22,23の短手方向と一致し、長手方向が第2被覆壁22と第3被覆壁23の対向方向に一致する。そして、第4被覆壁24の厚み方向及び長手方向に直交する方向が、第4被覆壁24の短手方向となる。
また、第4被覆壁24の長手方向両端における第4被覆壁24の短手方向の一端面上には、U字状をなすとともに、第4被覆壁24の厚み方向に開口する端子収容部25がそれぞれ設けられており、各端子収容部25は、第2被覆壁22及び第3被覆壁23に連設されている。端子収容部25の周囲からは、壁部25aが立設している。
第4被覆壁24の短手方向の一端面上には、第2被覆壁22に連設された端子収容部25と隣り合って四角柱状の第1柱部材26が設けられている。また、第4被覆壁24の短手方向の一端面上には、第3被覆壁23に連設された端子収容部25と隣り合って四角柱状の第2柱部材27が設けられている。各柱部材26,27の軸は、被覆壁22,23の短手方向に延びている。各柱部材26,27には、挿通孔26a,27aが各柱部材26,27の軸方向に貫通して設けられている。
第2被覆壁22の長手方向第1端部22a及び第3被覆壁23の長手方向第1端部23aには、各被覆壁22,23と連設され、各被覆壁22,23の長手方向に延びる矩形平板状の突出壁28が設けられている。各被覆壁22,23に連設された突出壁28の互いに対向する面には、突出壁28の厚み方向に突出する凸部29が設けられている。
第2被覆壁22の長手方向第2端部22b及び第3被覆壁23の長手方向第2端部23bには、四角柱状の脚部30が設けられている。脚部30の軸は、被覆壁22,23の短手方向に延びている。脚部30には、挿通孔30aが脚部30の軸方向に貫通して設けられている。
次に、各電池ホルダ20,40の異なる部分について説明する。
図3(a)に示すように、第1電池ホルダ20は、各柱部材26,27から収容部Sとは反対方向に向けて突出する係止爪31,32を有している。係止爪31,32は、第1柱部材26と第2柱部材27のそれぞれに設けられている。第1柱部材26に設けられた第1係止爪31と、第2柱部材27に設けられた第2係止爪32とは、各柱部材26,27の軸方向に若干ずれて位置している。
図4に示すように、係止爪31,32は、柱部材26,27から突出する板状の突出部33と、突出部33の先端に設けられた返し部34とを有している。返し部34は、三角板状であり、先端に向かうにつれて、換言すれば、突出部33から離間するにつれて先細っていく。
図3(b)に示すように、第2電池ホルダ40は、枠状のガイド部材41を有している。ガイド部材41は、第4被覆壁24から第1柱部材26に沿って延びている。
図5に示すように、ガイド部材41は、第4被覆壁24に設けられた板状の基部42を有している。基部42からは、板状の第1ガイド部43が第1柱部材26に沿って延びている。第1ガイド部43は、L字状であり、第1柱部材26と連設されている。基部42からは、第1ガイド部43と間隔を空けて設けられた板状の第2ガイド部44が第1ガイド部43と平行に延びている。
図2に示すように、電池セル11の外面には、電池セル11の温度を検出するサーミスタ51が取り付けられている。サーミスタ51は、蓋15の厚み方向の面に取り付けられている。したがって、本実施形態のサーミスタ51が取り付けられる取付面15aは、蓋15の厚み方向の面のうち、電池セル11の外部に位置する面となる。サーミスタ51は、ガイド部材41の枠内に設けられている。サーミスタ51を取り付けるときには、ガイド部材41の枠を区画する基部42の面である位置決め面45にサーミスタ51を接触させて位置決めを行う。
図1に示すように、電池モジュール10はカバー61を有している。カバー61は、例えば、電池セル11の端子16などに異物が付着することなどを目的として設けられている。カバー61は、突出壁28の間に配設されている。
図6に示すように、カバー61は、矩形板状の本体62を有している。本体62の短手方向の両端部には本体62の厚み方向に立設する板状の立設部63が設けられている。立設部63は、本体62の長手方向の全体に亘って延びている。
本体62の厚み方向の面のうち、立設部63が設けられた面とは異なる面には、本体62の短手方向の中央によって矩形平板状の第1区画壁64と第2区画壁65とが設けられている。区画壁64,65は、本体62の短手方向に間隔を空けて設けられており、本体62の長手方向全体に亘って延びている。
本体62には、第1区画壁64に沿って厚み方向に貫通する複数の係止孔66〜68が設けられている。具体的にいえば、第1係止孔66、第2係止孔67及び第3係止孔68が第1区画壁64に沿って本体62の長手方向に間隔を空けて設けられている。また、本体62には、第2区画壁65に沿って厚み方向に貫通する単数の係止孔69及び視認部としての複数の確認孔70,71が設けられている。具体的にいえば、第4係止孔69、第1確認孔70、及び第2確認孔71は、第2区画壁65に沿って本体62の長手方向に間隔を空けて設けられている。各係止孔66〜69は、四角状である。また、各確認孔70,71は、係止孔66〜69と同一形状の係止部72と、係止部72に連設されるとともに係止部72よりも開口面積が大きい確認部73とを有している。第1係止孔66と、第4係止孔69とは区画壁64,65を挟んで本体62の短手方向に隣り合っている。第2係止孔67と、第1確認孔70とは区画壁64,65を挟んで本体62の短手方向に隣り合っている。第3係止孔68と、第2確認孔71とは区画壁64,65を挟んで本体62の短手方向に隣り合っている。第1係止孔66と第4係止孔69、第2係止孔67と第1確認孔70の係止部72、第3係止孔68と第2確認孔71の係止部72とは、それぞれ、本体62の長手方向に若干ずれて設けられており、そのずれ幅は、柱部材26,27に設けられた第1係止爪31と第2係止爪32とのずれ幅と同一となっている。
本体62の厚み方向の面のうち、区画壁64,65が設けられた面には、本体62の厚み方向に突出する突起部74が設けられている。突起部74は、各確認孔70,71の周辺にそれぞれ1つ設けられている。突起部74の先端には、ゴムスポンジ75が設けられている。
図2に示すように、カバー61の立設部63は突出壁28に沿うように設けられている。カバー61の立設部63の先端には、凸部29が位置している。カバー61は、取付面15aと対向している。そして、カバー61によって取付面15aは覆われている。カバー61の本体62は、端子収容部25の周囲に設けられた壁部25a及び柱部材26,27に支持されている。第1電池ホルダ20の係止爪31,32は、それぞれ、各係止孔66〜69及び各確認孔70,71の係止部72の縁に係止されている。
区画壁64,65の先端は、電池セル11の蓋15に接している。区画壁64,65は、圧力開放弁17を挟むように設けられており、これにより、各区画壁64,65、蓋15及び本体62によって電池セル11から排出される気体が流通する流路81が区画されている。したがって、各区画壁64,65及び本体62における区画壁64,65の間の部分が流路区画部となる。
また、カバー61の本体62、電池セル11の蓋15、各被覆壁22,23、端子収容部25、柱部材26,27及び壁部25aによって端子収容領域82が区画されている。端子収容領域82には、電池セル11の端子16が収容されている。したがって、本体62における端子収容領域82と面する部分が収容領域区画部となる。
そして、カバー61には、電子部品91が載置される。電子部品91は、例えば、リレーや制御装置である。カバー61には、係止爪31,32と電子部品91とが当接しないように、図示しない壁部が本体62から突出しており、この壁部に電子部品91が載置される。
サーミスタ51は、流路81と、端子収容領域82との間の領域に設けられている。カバー61の本体62に設けられた突起部74の軸方向の延長上には、サーミスタ51が位置している。突起部74とサーミスタ51との間には、突起部74からの押し付け力を受けて弾性変形したゴムスポンジ75が設けられている。ゴムスポンジ75は、サーミスタ51を電池セル11の蓋15に向けて押しつけている。突起部74とゴムスポンジ75とが、サーミスタ51を電池セル11に押さえつける押さえ部である。
図7及び図8に示すように、カバー61は、確認孔70,71からサーミスタ51の取付状態を視認できる位置に設けられている。本実施形態では、基部42の位置決め面45とサーミスタ51との接触部を確認することで、サーミスタ51の取付状態を確認する。このため、確認孔70,71の確認部73は、位置決め面45とサーミスタ51との接触部に対向する位置に設けられている。
サーミスタ51からは検出線52が延びており、この検出線52は制御装置に接続されている。制御装置は、サーミスタ51によって電池セル11の温度を監視している。
次に、本実施形態の電池モジュール10について説明する。
電池モジュール10にサーミスタ51を取り付けるときには、サーミスタ51を位置決め面45に面接触させることでサーミスタ51の位置決めを行い、その後、カバー61を取り付けることでサーミスタ51を突起部74及びゴムスポンジ75によって押さえつける。このとき、カバー61の取り付けによってサーミスタ51が位置ずれする場合がある。
カバー61に確認孔70,71を設けて、位置決め面45とサーミスタ51との接触部をカバー61外から視認できるようにすることで、カバー61の取り付けに際してサーミスタ51が位置ずれした場合にはそのことを確認することができる。そして、サーミスタ51に位置ずれが生じている場合には、カバー61を取り外し、再度サーミスタ51の位置決めを行う。サーミスタ51に位置ずれが生じていない場合には、カバー61に電子部品91を載置する。カバー61を取り付けた後には、サーミスタ51が突起部74及びゴムスポンジ75によって押しつけられ、サーミスタ51に位置ずれが生じることは少なく、電子部品91で確認孔70,71が塞がれても支障は少ない。このため、電子部品91は、確認孔70,71の位置を考慮せずに配置することができる。
また、電池セル11の圧力開放弁17から気体が排出されると、気体は流路81に排出される。このとき、確認孔70,71と流路81とが連通していると、確認孔70,71から気体が漏れだし、カバー61上に配置された電子部品91が気体に晒されて、電子部品91の故障の原因となる。同様に、確認孔70,71と端子収容領域82とが連通していると、確認孔70,71から端子収容領域82に異物が侵入し、短絡の原因となるおそれがある。
確認孔70,71を流路81及び端子収容領域82に連通しないように設けることで、確認孔70,71から気体が漏れ出すことが抑制される。更に、確認孔70,71から端子収容領域82に異物が侵入することが抑制される。
また、流路81に気体が排出されると、流路81の内圧が高まり、本体62が厚み方向に反ろうとするが、係止爪31,32が係止孔66〜69及び確認孔70,71の係止部72の縁に係止することで、本体62が反りにくい。
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)カバー61には、確認孔70,71が設けられているため、カバー61によってサーミスタ51が覆われていても、サーミスタ51の取付状態を確認することができる。このため、カバー61が取り付けられた際に、サーミスタ51に位置ずれが生じている場合には、カバー61を取り外して再度サーミスタ51を取り付けることができる。したがって、電池セル11からサーミスタ51が外れにくく、サーミスタ51が電池セル11に取り付けられた状態が維持される。
(2)第2電池ホルダ40に位置決め面45を設けて、サーミスタ51を取り付けるときには、サーミスタ51と位置決め面45とが接触するようにしている。このため、サーミスタ51と位置決め面45の接触部を確認することで、サーミスタ51の取付状態を確認することができ、サーミスタ51の取付状態を確認しやすい。
(3)確認孔70,71の確認部73は、位置決め面45とサーミスタ51との接触部に対向する位置に設けられている。このため、位置決め面45とサーミスタ51との接触状態を視認しやすくサーミスタ51の取付状態を容易に確認することができる。
(4)係止孔66〜69及び確認孔70,71の縁には係止爪31,32が係止しているため、カバー61が電池セル11から離れる方向や、電池セル11の並設方向に位置ずれすることが抑制されている。
(5)また、係止孔66〜69及び確認孔70,71の縁には係止爪31,32が係止しているため、流路81の内圧が高まっても本体62が反りにくい。このため、区画壁64,65と電池セル11との間に隙間ができにくく、気体が流路81外に漏れ出しにくい。
(6)第1係止爪31と第2係止爪32をずらして配置している。このため、カバー61が誤った向きで取り付けられることが抑制されている。カバー61が誤った位置に取り付けられることが抑制されるため、サーミスタ51を視認できない位置に確認孔70,71が位置することが抑制される。
(7)突起部74とサーミスタ51との間にはゴムスポンジ75が設けられており、サーミスタ51はゴムスポンジ75によって押さえつけられている。サーミスタ51を押さえつけるときには、ゴムスポンジ75が弾性変形するため、サーミスタ51の寸法公差によって多少の寸法差があってもゴムスポンジ75の弾性変形によってサーミスタ51を適切に押さえつけることができる。
(8)視認部をカバー61に設けられた確認孔70,71としているため、カバー61に視認部を設けやすい。
なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○実施形態では、位置決め面45とサーミスタ51との接触部を確認することで、サーミスタ51の取付状態を確認したが、ゴムスポンジ75によってサーミスタ51が押さえつけられているか否かなど、他の部分からサーミスタ51の取付状態を確認してもよい。
○確認孔70,71は、サーミスタ51の取付状態を視認することができれば、カバー61のどのような位置に設けられていてもよい。
○確認孔70,71の確認部73に係止爪31,32が係止されていてもよい。
○第1電池ホルダ20に設けられた第1係止爪31と、第2係止爪32とは、各柱部材26,27の軸方向にずれて設けられていなくてもよく、各柱部材26,27の軸方向において同一位置に設けられていてもよい。
○カバー61の本体62の反りを考慮しなくていい場合や、他の部材によって本体62の反りを抑制できる場合には、電池ホルダ20,40に、係止爪31,32が設けられていなくてもよい。
○確認孔70,71は、流路81や、端子収容領域82と連通する位置、すなわち、本体62の流路区画部及び収容領域区画部に設けられていてもよい。この場合、カバー61の取り付け後、サーミスタ51の位置ずれを確認孔70,71から確認した後に、カバー61に載置される電子部品91などで確認孔70,71を閉塞することが好ましい。確認孔70,71が流路81と連通している場合、電子部品91は流路81に排出される気体に晒されることとなるため、気体に晒されても影響の少ない部分によって確認孔70,71を閉塞することが好ましい。例えば、電子部品91を構成する基板などで閉塞することで、気体による電子部品91への影響を抑制することができる。
○押さえ部は、電池ホルダ20,40などに設けられていてもよい。
○ゴムスポンジ75を設けずに突起部74で直接サーミスタ51を押さえつけてもよい。
○カバー61は、複数の部材を連結して構成されていてもよい。
○サーミスタ51は、電池セル11のケース本体14に取り付けられていてもよい。この場合、カバー61はサーミスタ51の取付面に合わせて配置する。
○係止孔の数は適宜変更してもよい。また、確認孔の数はサーミスタ51の数に合わせて適宜変更してもよい。
○視認部は、カバー61に設けられた切欠でもよい。また、カバー61が複数の部材によって構成されている場合には、各部材同士の間に区画された隙間などであってもよい。
○視認部は、確認部73を透明な材料(ガラスなど)で閉塞した構造であってもよい。
○カバー61は、各電池セル11の取付面15aの全面を覆っていてもよい。また、各電池セル11の取付面15aの一部は、カバー61によって覆われていなくてもよい。
10…電池モジュール、11…電池セル、15a…取付面、20,40…電池ホルダ、31,32…係止爪、45…位置決め面、51…サーミスタ、61…カバー、70,71…確認孔、81…流路、82…端子収容領域。

Claims (6)

  1. 電池セルと、
    前記電池セルに取り付けられたサーミスタと、
    前記電池セルの前記サーミスタが取り付けられた取付面と対向して設けられ、前記取付面を覆うカバーと、を備えた電池モジュールであって、
    前記カバーが取り付けられた際に前記サーミスタを視認することができる視認部を前記カバーは有する電池モジュール。
  2. 前記サーミスタが接触する位置決め面を有するとともに、前記電池セルを保持する電池ホルダを備え、
    前記視認部は、前記位置決め面と前記サーミスタとの接触部を視認することができる位置に設けられている請求項1に記載の電池モジュール。
  3. 前記視認部は、前記位置決め面と前記サーミスタとの接触部と対向する位置に設けられている請求項2に記載の電池モジュール。
  4. 前記視認部は、前記カバーを貫通する確認孔であり、
    前記電池ホルダは、前記確認孔の縁に係止して前記カバーの位置ずれを抑止する係止爪を有する請求項2又は請求項3に記載の電池モジュール。
  5. 前記視認部は、前記カバーを貫通する確認孔であり、
    前記カバーは、前記電池セルから排出される気体の流路を区画する流路区画部と、前記電池セルの端子が収容される端子収容領域を区画する収容領域区画部とを有し、
    前記サーミスタは、前記流路と前記端子収容領域との間の領域に設けられ、
    前記確認孔は、前記流路区画部と前記収容領域区画部との間に設けられている請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の電池モジュール。
  6. 前記カバーには、前記サーミスタを前記電池セルに押さえつける押さえ部が設けられている請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の電池モジュール。
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