JP2019050109A - Battery pack, conductive member and protective member - Google Patents

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Abstract

To provide a battery pack capable of preventing an excessive current from flowing into the battery pack even in a case where abnormal heat is generated in a battery module.SOLUTION: A battery pack comprises a protective member 120 disposed while covering a conductive member 110 to which a battery module 130 is electrically connected, for electrically protecting the conductive member. The protective member has insulation resistance until a temperature of the protective member is made exceed a threshold by generation of abnormal heat in the battery module, and has electric resistance which is smaller than the insulation resistance and greater than that of a pack case at a temperature higher than the threshold.SELECTED DRAWING: Figure 6A

Description

本発明は、電池パック、電池パックに用いられる導電部材および導電部材を保護する保護部材に関する。   The present invention relates to a battery pack, a conductive member used for the battery pack, and a protective member for protecting the conductive member.

導電部材を介して複数の電池モジュールを電気的に接続した組電池と、組電池を収容する金属製のパックケースと、を有する電池パックが知られている（特許文献１参照）。組電池は、導電部材を覆って配置され、導電部材を保護する保護部材を有する。   There is known a battery pack having a battery pack in which a plurality of battery modules are electrically connected via a conductive member, and a metal pack case for housing the battery pack (see Patent Document 1). The battery assembly includes a protective member disposed over the conductive member and protecting the conductive member.

特開２０１５−５３６１号公報JP, 2015-5361, A

電池モジュールは、内部短絡等によって異常発熱する可能性がある。上記電池パックにおいて、保護部材は、電池モジュールの異常時に発生する熱によって加熱されると溶融する虞がある。保護部材が溶融すると、導電部材とパックケースとが接触するなどして、導電部材とパックケースとの間に短絡が生じ、電池パック内部に短絡経路が形成される虞がある。短絡経路が形成されると、短絡経路を介して電池パック内部に過大な電流が流れ、電池パック全体がさらに高温になり、初めに異常発熱が生じた電池モジュール以外の電池モジュールまでも損傷する虞がある。   The battery module may generate abnormal heat due to an internal short circuit or the like. In the above battery pack, the protective member may be melted when it is heated by heat generated when the battery module is abnormal. When the protective member melts, the conductive member and the pack case contact each other, and a short circuit may occur between the conductive member and the pack case, and a short circuit path may be formed inside the battery pack. If a short circuit path is formed, an excessive current may flow inside the battery pack through the short circuit path, and the entire battery pack may become even higher in temperature, which may damage even the battery modules other than the battery module in which abnormal heat is generated There is.

本発明の目的は、電池モジュールに異常発熱が生じた場合であっても、電池パック内部に過大な電流が流れることを防止できる電池パックを提供することである。   An object of the present invention is to provide a battery pack capable of preventing an excessive current from flowing inside the battery pack even when abnormal heat generation occurs in the battery module.

上記目的を達成するための本発明の電池パックは、複数の電池モジュールを電気的に接続する導電部材を覆って配置され、前記導電部材を電気的に保護する保護部材を有し、前記保護部材は、前記電池モジュールの異常発熱によって前記保護部材の温度が閾値を超えるまで絶縁抵抗を有し、前記閾値よりも高い温度において、前記絶縁抵抗よりも小さく、かつ、前記パックケースよりも大きな電気抵抗を有する。   A battery pack according to the present invention for achieving the above object comprises a protective member disposed over a conductive member electrically connecting a plurality of battery modules and electrically protecting the conductive member, the protective member Has an insulation resistance until the temperature of the protective member exceeds a threshold due to abnormal heat generation of the battery module, and at a temperature higher than the threshold, an electric resistance smaller than the insulation resistance and larger than the pack case Have.

第１実施形態に係る電池パックを示す斜視図である。It is a perspective view showing a battery pack concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る電池パックを示す平面図である。It is a top view showing a battery pack concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る電池パックを示す正面図である。It is a front view showing a battery pack concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る電池パックのアッパーケースを示す斜視図である。It is a perspective view showing the upper case of the battery pack concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る電池パックのロアケースを示す斜視図である。It is a perspective view showing a lower case of a battery pack concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る電池モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view showing a battery module concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る電池モジュールを分解して示す斜視図である。It is a perspective view which disassembles and shows the battery module which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る電池モジュールの積層体を分解して示す斜視図である。It is a perspective view which decomposes | disassembles and shows the laminated body of the battery module which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る電池モジュールの積層体カバーおよび入出力用部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the laminated body cover and the member for input-output of the battery module which concern on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る電池モジュールの単電池を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cell of the battery module which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るバスバを示す斜視図である。It is a perspective view showing a bus bar concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係るバスバの長手方向に沿う断面図である。It is sectional drawing in alignment with the longitudinal direction of the bus bar which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るバスバの短手方向に沿う断面図である。It is a sectional view which meets a transverse direction of a bus bar concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る電池モジュール、バスバおよびアッパーケースの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a battery module, a bus bar, and an upper case concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る電池モジュール、バスバおよびアッパーケースの部分断面図であって、電池モジュールが異常発熱した際の断面図である。It is a fragmentary sectional view of a battery module, a bus bar, and an upper case concerning a 1st embodiment, and is a sectional view at the time of battery module generating heat abnormally. 第１実施形態に係る電池パックの動作を説明するための図であって、バスバとモジュールケースとの間に短絡が生じる様子を示す斜視図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement of the battery pack which concerns on 1st Embodiment, Comprising: It is a perspective view which shows a mode that a short circuit arises between a bus bar and a module case. 第１実施形態に係る電池パックの動作を説明するための図であって、電池パックの内部に短絡経路が形成される様子を示す電池パックの平面図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement of the battery pack which concerns on 1st Embodiment, Comprising: It is a top view of a battery pack which shows a mode that a short circuit path is formed inside a battery pack. 第１実施形態の変形例に係る電池モジュールとバスバの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a battery module and a bus bar concerning a modification of a 1st embodiment. 第１実施形態の変形例に係る電池モジュールとバスバの部分断面図であって、電池モジュールが異常発熱した際の断面図である。It is a fragmentary sectional view of a battery module and a bus bar concerning a modification of a 1st embodiment, and is a sectional view at the time of battery module generating heat abnormally. 第２実施形態に係る電池モジュールとバスバの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a battery module and a bus bar concerning a 2nd embodiment. 第２実施形態に係る電池モジュールとバスバの部分断面図であって、電池モジュールが異常発熱した際の断面図である。It is a fragmentary sectional view of a battery module concerning a 2nd embodiment, and a bus bar, and is a sectional view at the time of a battery module generating heat abnormally. 改変例に係る電池パックの入出力用部材を示す斜視図である。It is a perspective view showing a member for input and output of a battery pack concerning a modification. 改変例に係る電池パックの入出力用部材の短手方向に沿う断面図である。It is sectional drawing in alignment with the transversal direction of the member for input-output of the battery pack concerning a modification.

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図面において、同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面において、各部材の大きさや比率は、実施形態の理解を容易にするために誇張し、実際の大きさや比率とは異なる場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted. In the drawings, the size and ratio of each member may be exaggerated to facilitate the understanding of the embodiment, and may be different from the actual size and ratio.

（第１実施形態）
図中において、Ｘ、Ｙ、およびＺで表す矢印を用いて、方位を示している。Ｘによって表す矢印の方向は、単電池１３１の積層方向と交差し、かつ、単電池１３１の長手方向に沿った方向を示している。Ｙによって表す矢印の方向は、単電池１３１の積層方向と交差し、かつ、単電池１３１の短手方向に沿った方向を示している。Ｚによって表す矢印の方向は、単電池１３１の積層方向を示している。 First Embodiment
In the figure, the arrows are used to indicate the orientation using X, Y, and Z. The direction of the arrow represented by X intersects the stacking direction of the unit cells 131 and indicates the direction along the longitudinal direction of the unit cells 131. The direction of the arrow represented by Y intersects with the stacking direction of the unit cells 131 and indicates the direction along the short direction of the unit cells 131. The direction of the arrow represented by Z indicates the stacking direction of the single battery 131.

＜電池パック＞
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、電池パック１は、組電池１０と、パックケース２０と、を有する。 <Battery pack>
As shown in FIGS. 1A to 1C, the battery pack 1 includes an assembled battery 10 and a pack case 20.

組電池１０は、電池モジュール１００を電気的に接続するバスバ１１０（導電部材に相当）を有する。バスバ１１０は、保護カバー１２０によって覆われている。   The battery assembly 10 has a bus bar 110 (corresponding to a conductive member) electrically connecting the battery module 100. The bus bar 110 is covered by a protective cover 120.

図１Ａ、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、パックケース２０は、組電池１０を収容する。パックケース２０は、組電池１０を積層方向Ｚの上側から覆うアッパーケース２１と、組電池１０を積層方向Ｚの下側から覆うロアケース２２と、を有する。ロアケース２２は、電池モジュール１００を固定するための固定用梁２３を有する。   As shown in FIGS. 1A, 2A and 2B, the pack case 20 accommodates the battery assembly 10. The pack case 20 has an upper case 21 that covers the battery assembly 10 from the upper side in the stacking direction Z, and a lower case 22 that covers the battery assembly 10 from the lower side in the stacking direction Z. The lower case 22 has a fixing beam 23 for fixing the battery module 100.

＜電池モジュール＞
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、電池モジュール１００は、積層体１３０と、モジュールケース１４０と、入出力用部材１５０（導電部材に相当）と、固定部１６０と、を有する。 <Battery module>
As shown in FIGS. 3A and 3B, the battery module 100 has a laminate 130, a module case 140, an input / output member 150 (corresponding to a conductive member), and a fixing portion 160.

積層体１３０は、複数の単電池１３１を積層して構成され、一つの二次電池として機能する。   The stacked body 130 is configured by stacking a plurality of single cells 131, and functions as one secondary battery.

モジュールケース１４０は、積層体１３０を覆っている。モジュールケース１４０は、積層体１３０の上部を覆う上板１４１と、積層体１３０の下部を覆う下板１４２と、積層体１３０の側面を覆う側板１４３と、を有する。   The module case 140 covers the stack 130. The module case 140 includes an upper plate 141 covering the upper portion of the stacked body 130, a lower plate 142 covering the lower portion of the stacked body 130, and a side plate 143 covering the side surface of the stacked body 130.

入出力用部材１５０は、電池モジュール１００から電力を入出力する。電池モジュール１００は、入出力用部材１５０を介して、バスバ１１０に電気的に接続される。入出力用部材１５０は、積層方向Ｚに沿って延びている。   The input / output member 150 inputs / outputs power from the battery module 100. Battery module 100 is electrically connected to bus bar 110 via input / output member 150. The input / output member 150 extends along the stacking direction Z.

固定部１６０は、電池モジュール１００をパックケース２０に固定する。固定部１６０は、ボルトＢＴを介して、ロアケース２２の固定用梁２３に固定される。   The fixing unit 160 fixes the battery module 100 to the pack case 20. The fixing portion 160 is fixed to the fixing beam 23 of the lower case 22 via the bolt BT.

図４Ａ〜図４Ｃに示すように、積層体１３０は、積層された複数の単電池１３１と、積層された単電池１３１を電気的に接続する接続部材１３２と、接続部材１３２を保護する積層体カバー１３３と、を有する。   As shown in FIGS. 4A to 4C, the stacked body 130 includes a plurality of stacked single cells 131, a connecting member 132 for electrically connecting the stacked single cells 131, and a stacked body for protecting the connecting member 132. And a cover 133.

単電池１３１は、二次電池、具体的には非水電解質二次電池、さらに具体的にはリチウムイオン二次電池である。単電池１３１は、正極側の電極タブ１３１Ｔｐと、負極側の電極タブ１３１Ｔｎと、を有する。   The unit cell 131 is a secondary battery, specifically a non-aqueous electrolyte secondary battery, more specifically a lithium ion secondary battery. The unit cell 131 has an electrode tab 131Tp on the positive electrode side and an electrode tab 131Tn on the negative electrode side.

接続部材１３２は、積層された複数の単電池１３１を直列および／または並列に接続することによって、積層体１３０の内部に電気回路を構成する。接続部材１３２は、単電池１３１の電極タブ１３１Ｔｐ、１３１Ｔｎに接合される。積層体１３０は、接続部材１３２を介して、積層された単電池１３１が電気的に接続されることによって、一つの二次電池として機能する。   The connection member 132 configures an electric circuit inside the stacked body 130 by connecting a plurality of stacked single cells 131 in series and / or in parallel. The connection member 132 is joined to the electrode tabs 131Tp and 131Tn of the unit cell 131. The stacked body 130 functions as one secondary battery by electrically connecting the stacked single cells 131 via the connection member 132.

積層体カバー１３３は、接続部材１３２を覆って配置されている。積層体カバー１３３は、樹脂材料によって構成されている。   The laminate cover 133 is disposed to cover the connection member 132. The laminate cover 133 is made of a resin material.

接続部材１３２は、積層された複数の単電池１３１によって構成される電気回路の端子をなすターミナル部材１３２Ｔを有する。ターミナル部材１３２Ｔは、正極側のターミナル部材１３２Ｔｐと、負極側のターミナル部材１３２Ｔｎと、を有する。正極側のターミナル部材１３２Ｔｐは、積層体１３０の上部側に配置される。負極側のターミナル部材１３２Ｔｎは、積層体１３０の下部側に配置される。   The connection member 132 has a terminal member 132T which forms a terminal of an electric circuit constituted by a plurality of stacked single cells 131. The terminal member 132T has a terminal member 132Tp on the positive electrode side and a terminal member 132Tn on the negative electrode side. The terminal member 132Tp on the positive electrode side is disposed on the upper side of the laminate 130. The terminal member 132Tn on the negative electrode side is disposed on the lower side of the laminate 130.

入出力用部材１５０は、ターミナル部材１３２Ｔに電気的に接続される。入出力用部材１５０は、正極側のターミナル部材１３２Ｔｐに接続される正極側の入出力用部材１５１と、負極側のターミナル部材１３２Ｔｎに接続される負極側の入出力用部材１５２と、を有する。   The member 150 for input and output is electrically connected to the terminal member 132T. The input / output member 150 has a positive electrode side input / output member 151 connected to the positive electrode side terminal member 132Tp, and a negative electrode side input / output member 152 connected to the negative electrode side terminal member 132Tn.

＜バスバ＞
図３Ａに示すように、バスバ１１０は、入出力用部材１５０に接続される接続部１１０ａを有する。バスバ１１０は、接続部１１０ａにおいて、ボルトＢＴを介して、入出力用部材１５０に固定される。 <Bus bar>
As shown in FIG. 3A, the bus bar 110 has a connection portion 110 a connected to the input / output member 150. The bus bar 110 is fixed to the input / output member 150 via the bolt BT at the connection portion 110a.

＜保護カバー＞
図５Ａ〜図５Ｃに示すように、保護カバー１２０は、バスバ１１０を電気的に保護する。保護カバー１２０は、電池モジュール１００の異常発熱によって保護カバー１２０の温度が閾値を超えるまで絶縁抵抗を有し、閾値よりも高い温度において、パックケース２０よりも大きな電気抵抗を有する。 <Protective cover>
As shown in FIGS. 5A-5C, the protective cover 120 electrically protects the bus bar 110. The protective cover 120 has insulation resistance until the temperature of the protective cover 120 exceeds a threshold due to abnormal heat generation of the battery module 100, and has higher electrical resistance than the pack case 20 at a temperature higher than the threshold.

「異常発熱」とは、電池モジュール１００の温度が設計値よりも高い温度にまで発熱することを意味する。電池モジュール１００は、外部から電池モジュール１００に異物が貫通した場合や、単電池１３１の内部短絡等によって異常発熱し得る。「閾値」は、予め設計的に設定した任意の温度であり約２００℃程度以上である。異常発熱が生じていない状態での電池モジュール１００の温度は、予め設計的に設定した任意の温度であり約−３０〜８０℃程度である。   The "abnormal heat generation" means that the temperature of the battery module 100 generates heat to a temperature higher than the design value. The battery module 100 may generate heat abnormally when a foreign matter penetrates the battery module 100 from the outside, or due to an internal short circuit of the unit cell 131 or the like. The “threshold” is an arbitrary temperature set in advance by design and is about 200 ° C. or more. The temperature of the battery module 100 in the state where abnormal heat generation does not occur is an arbitrary temperature set in advance by design and is about -30 to 80 ° C.

「絶縁抵抗」とは、１０６Ω以上のオーダーの電気抵抗を意味する。 "Insulation resistance" means an electrical resistance of the order of 10 6 Ω or more.

保護カバー１２０は、上記閾値を超えるまで絶縁抵抗を有するとともに、上記閾値よりも高い温度において溶融する絶縁体１２１と、溶融温度が閾値よりも高く、かつ、パックケース２０よりも大きな電気抵抗を有する高抵抗導体１２２と、を有する。高抵抗導体１２２は、絶縁抵抗よりも小さい電気抵抗を有する。   The protective cover 120 has an insulation resistance until the threshold is exceeded, and the insulator 121 melting at a temperature higher than the threshold, and the melting temperature is higher than the threshold and has an electrical resistance higher than that of the pack case 20 And a high resistance conductor 122. The high resistance conductor 122 has an electrical resistance smaller than the insulation resistance.

絶縁体１２１および高抵抗導体１２２は、層をなした状態でバスバ１１０を覆っている。絶縁体１２１および高抵抗導体１２２は、バスバ１１０の厚み方向（図５Ｂにおいて符号Ｚで示す方向）に層をなすとともに、バスバ１１０の厚み方向に交差する方向（図５Ｂにおいて符号Ｘで示す方向）に層をなしている。   The insulator 121 and the high-resistance conductor 122 cover the bus bar 110 in a layered state. The insulator 121 and the high resistance conductor 122 form a layer in the thickness direction of the bus bar 110 (direction indicated by symbol Z in FIG. 5B), and a direction crossing the thickness direction of the bus bar 110 (direction indicated by symbol X in FIG. 5B) Layering.

高抵抗導体１２２は、１０−６〜１０−５Ω程度のオーダーの電気抵抗を備える。パックケース２０は、１０−８〜１０−７Ω程度のオーダーの電気抵抗を備える。 The high resistance conductor 122 has an electrical resistance on the order of 10 -6 to 10 -5 Ω. The pack case 20 has an electrical resistance on the order of 10 -8 to 10 -7 Ω.

絶縁体１２１を構成する材料は、１０６Ωｍ程度以上の電気抵抗率を備えた材料である。絶縁体１２１を構成する材料は、ポリプロピレンやポリエチレン等の樹脂材料である。絶縁体１２１の厚みは、絶縁体１２１が絶縁抵抗（１０６Ω以上のオーダーの電気抵抗）を備えるように調整される。 The material forming the insulator 121 is a material having an electrical resistivity of about 10 6 Ωm or more. The material forming the insulator 121 is a resin material such as polypropylene or polyethylene. The thickness of the insulator 121 is adjusted so that the insulator 121 has an insulation resistance (electrical resistance on the order of 10 6 Ω or more).

高抵抗導体１２２を構成する材料は、１０−６〜１０−５Ωｍ程度の電気抵抗率を備えた材料である。高抵抗導体１２２を構成する材料は、ニクロムまたは炭素である。高抵抗導体１２２の厚みは、高抵抗導体１２２が１０−６〜１０−５Ω程度の電気抵抗率を備えるように調整される。 The material forming the high-resistance conductor 122 is a material having an electrical resistivity of about 10 −6 to 10 −5 Ωm. The material constituting the high resistance conductor 122 is nichrome or carbon. The thickness of the high resistance conductor 122 is adjusted so that the high resistance conductor 122 has an electrical resistivity of about 10 −6 to 10 −5 Ω.

パックケース２０およびモジュールケース１４０を構成する材料は、導電性の材料である。導電性の材料とは、１０−８〜１０−７Ω程度のオーダーの電気抵抗率を備えた材料を意味する。パックケース２０およびモジュールケース１４０を構成する材料は、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料である。 Materials constituting the pack case 20 and the module case 140 are conductive materials. The conductive material means a material having an electrical resistivity on the order of 10 −8 to 10 −7 Ω. Materials constituting the pack case 20 and the module case 140 are metal materials such as iron, aluminum and stainless steel.

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、保護カバー１２０は、アッパーケース２１とバスバ１１０との間、および、モジュールケース１４０とバスバ１１０との間に配置されている。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the protective cover 120 is disposed between the upper case 21 and the bus bar 110 and between the module case 140 and the bus bar 110.

＜電池パックの動作＞
電池パック１において、一の電池モジュール１００に異常発熱が生じると、当該電池モジュール１００近傍に配置されているバスバ１１０の保護カバー１２０が加熱される。加熱された保護カバー１２０の温度が上記閾値を超えると、絶縁体１２１が溶融する（図６Ｂ参照）。 <Operation of the battery pack>
In the battery pack 1, when abnormal heat generation occurs in one battery module 100, the protective cover 120 of the bus bar 110 disposed in the vicinity of the battery module 100 is heated. When the temperature of the heated protective cover 120 exceeds the threshold, the insulator 121 melts (see FIG. 6B).

絶縁体１２１が溶融した状態においてバスバ１１０とモジュールケース１４０とが接触すると、図７Ａに示すように、バスバ１１０とモジュールケース１４０との間において短絡が生じる可能性がある。図７Ｂに示すように、バスバ１１０とモジュールケース１４０との間の短絡が２箇所（短絡箇所を符号ＳＰで示している）において生じると、パックケース２０を介して、電池パック１内部に短絡経路Ｒが形成される。なお、短絡経路Ｒは、バスバ１１０とパックケース２０とが直接的に接触することによっても生じ得る。   When the bus bar 110 and the module case 140 come into contact with each other while the insulator 121 is melted, a short circuit may occur between the bus bar 110 and the module case 140 as shown in FIG. 7A. As shown in FIG. 7B, when a short circuit occurs between the bus bar 110 and the module case 140 at two points (the shorted portion is indicated by the symbol SP), the short circuit path inside the battery pack 1 via the pack case 20. R is formed. The short circuit path R can also be generated by direct contact between the bus bar 110 and the pack case 20.

保護カバー１２０が高抵抗導体１２２を有していない場合、短絡経路Ｒが形成されると、短絡経路Ｒを介して電池パック１の内部に過大な電流が流れる。その結果、電池パック１全体がさらに高温になって、初めに異常発熱が生じた電池モジュール１００以外の電池モジュール１００までも損傷する虞がある。   When the protective cover 120 does not have the high resistance conductor 122, an excessive current flows inside the battery pack 1 via the short circuit path R when the short circuit path R is formed. As a result, the entire battery pack 1 becomes even higher in temperature, and there is a possibility that even the battery modules 100 other than the battery module 100 in which the abnormal heat generation is generated may be damaged.

本実施形態に係る電池パック１によれば、保護カバー１２０が高抵抗導体１２２を有する。これにより、絶縁体１２１が溶融しても、保護カバー１２０が高抵抗導体１２２を有していない場合と比較して、短絡経路Ｒに流れる電流値は小さくなる。そのため、電池パック１の内部に過大な電流が流れることを防止できる。   According to the battery pack 1 of the present embodiment, the protective cover 120 has the high resistance conductor 122. As a result, even if the insulator 121 is melted, the value of the current flowing through the short circuit path R is smaller than in the case where the protective cover 120 does not have the high resistance conductor 122. Therefore, an excessive current can be prevented from flowing inside the battery pack 1.

さらに、高抵抗導体１２２を介して、短絡経路Ｒに小さな電流値で電流が流れることによって、異常が生じた電池モジュール１００内部のエネルギーを放電によって徐々に放出できる。その結果、異常が生じた電池モジュール１００の温度を下げることができる。   Furthermore, by flowing a current with a small current value in the short circuit path R via the high resistance conductor 122, it is possible to gradually release the energy inside the battery module 100 in which the abnormality has occurred by discharging. As a result, the temperature of the battery module 100 in which the abnormality has occurred can be lowered.

（作用・効果）
本実施形態に係る電池パック１は、複数の電池モジュール１００をバスバ１１０によって電気的に接続した組電池１０と、組電池１０を収容する金属製のパックケース２０と、を有する。組電池１０は、バスバ１１０を覆って配置され、バスバ１１０を電気的に保護する保護カバー１２０を有する。保護カバー１２０は、電池モジュール１００の異常発熱によって保護カバー１２０の温度が閾値を超えるまで絶縁抵抗を有し、閾値よりも高い温度において、絶縁抵抗よりも小さく、かつ、パックケース２０よりも大きな電気抵抗を有する。 (Action / effect)
A battery pack 1 according to the present embodiment includes a battery pack 10 in which a plurality of battery modules 100 are electrically connected by a bus bar 110, and a metal pack case 20 for housing the battery pack 10. The battery assembly 10 is disposed over the bus bar 110 and has a protective cover 120 for electrically protecting the bus bar 110. The protective cover 120 has an insulation resistance until the temperature of the protective cover 120 exceeds the threshold due to abnormal heat generation of the battery module 100, and at a temperature higher than the threshold, it is smaller than the insulation resistance and larger than the pack case 20 Have resistance.

本実施形態に係る電池パック１によれば、保護カバー１２０は、閾値よりも高い温度において、絶縁抵抗よりも小さく、かつ、パックケース２０の電気抵抗よりも大きな電気抵抗を有する。これにより、電池パック１によれば、電池モジュール１００の異常発熱時に電池パック１の内部に形成される短絡経路Ｒに流れる電流値は小さくなる。従って、電池パック１によれば、電池モジュール１００に異常発熱が生じた場合であっても、電池パック１の内部に過大な電流が流れることを防止できる。   According to the battery pack 1 of the present embodiment, the protective cover 120 has an electrical resistance smaller than the insulation resistance and larger than the electrical resistance of the pack case 20 at a temperature higher than the threshold. Thus, according to the battery pack 1, the value of the current flowing through the short circuit path R formed inside the battery pack 1 at the time of abnormal heat generation of the battery module 100 becomes smaller. Therefore, according to the battery pack 1, even when abnormal heat generation occurs in the battery module 100, it is possible to prevent an excessive current from flowing inside the battery pack 1.

また、本実施形態に係る電池パック１において、保護カバー１２０は、閾値を超えるまで絶縁抵抗を有するとともに、閾値よりも高い温度において溶融する絶縁体１２１と、絶縁抵抗よりも小さく、かつ、パックケース２０よりも大きな電気抵抗を有する高抵抗導体１２２と、を有する。そして、絶縁体１２１および高抵抗導体１２２は、層をなした状態でバスバ１１０を覆っている。   Further, in the battery pack 1 according to the present embodiment, the protective cover 120 has the insulation resistance until exceeding the threshold, and the insulator 121 which melts at a temperature higher than the threshold, and smaller than the insulation resistance, and the pack case And a high resistance conductor 122 having an electrical resistance greater than 20. The insulator 121 and the high-resistance conductor 122 cover the bus bar 110 in a layered state.

本実施形態に係る電池パック１によれば、絶縁体１２１および高抵抗導体１２２が層をなした状態でバスバ１１０を覆うという簡便な方法によって、保護カバー１２０を形成できる。そのため、本実施形態に係る電池パック１によれば、電池パック１の製造が容易になる。   According to the battery pack 1 of the present embodiment, the protective cover 120 can be formed by a simple method of covering the bus bar 110 in a state in which the insulator 121 and the high-resistance conductor 122 form a layer. Therefore, according to the battery pack 1 which concerns on this embodiment, manufacture of the battery pack 1 becomes easy.

（変形例）
上述した実施形態では、絶縁体１２１および高抵抗導体１２２は、層をなした状態でバスバ１１０を覆っていた。しかしながら、図８Ａに示すように、高抵抗導体１２２は、絶縁体１２１が閾値を超える温度になるまで、絶縁体１２１の内部に分散した状態で含まれていてもよい。 (Modification)
In the embodiment described above, the insulator 121 and the high-resistance conductor 122 cover the bus bar 110 in a layered state. However, as shown in FIG. 8A, the high-resistance conductor 122 may be included in the state of being dispersed inside the insulator 121 until the temperature of the insulator 121 exceeds the threshold.

絶縁体１２１を構成する材料は、第１実施形態において上述した材料と同様である。   The material forming the insulator 121 is the same as the material described above in the first embodiment.

高抵抗導体１２２を構成する材料は、セラミック粉やガラス繊維である。   The material constituting the high resistance conductor 122 is ceramic powder or glass fiber.

保護カバー１２０の温度が閾値よりも高い温度になると、絶縁体１２１が溶融する。このとき、図８Ｂに示すように、絶縁体１２１に分散した状態で含まれる高抵抗導体１２２は、バスバ１１０を覆った状態で残る。これにより、保護カバー１２０が高抵抗導体１２２を有していない場合と比較して、短絡経路Ｒ（図７Ｂ参照）に流れる電流値は小さくなる。そのため、保護カバー１２０が高抵抗導体１２２を有していない場合と比較して、電池パック１の内部に過大な電流が流れることを防止できる。   When the temperature of the protective cover 120 becomes higher than the threshold value, the insulator 121 melts. At this time, as shown in FIG. 8B, the high resistance conductor 122 contained in a dispersed state in the insulator 121 remains in a state of covering the bus bar 110. Thereby, compared with the case where the protective cover 120 does not have the high resistance conductor 122, the current value flowing in the short circuit path R (see FIG. 7B) becomes smaller. Therefore, compared with the case where the protective cover 120 does not have the high resistance conductor 122, an excessive current can be prevented from flowing inside the battery pack 1.

本変形例に係る電池パック１によれば、高抵抗導体１２２を絶縁体１２１の内部に分散させるという簡便な方法によって、保護カバー１２０を形成することができる。そのため、本実施形態に係る電池パック１によれば、電池パック１の製造が容易になる。   According to the battery pack 1 of the present modification, the protective cover 120 can be formed by a simple method of dispersing the high-resistance conductor 122 inside the insulator 121. Therefore, according to the battery pack 1 which concerns on this embodiment, manufacture of the battery pack 1 becomes easy.

（第２実施形態）
上述した第１実施形態では、保護カバー１２０は、絶縁体１２１および高抵抗導体１２２を含んでいた。しかしながら、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、保護カバー１２０は、
閾値を超える温度において炭化する絶縁材料を含み、絶縁材料が炭化することによって、パックケース２０よりも大きな電気抵抗となってもよい。 Second Embodiment
In the first embodiment described above, the protective cover 120 includes the insulator 121 and the high resistance conductor 122. However, as shown in FIGS. 9A and 9B, the protective cover 120
The electrical resistance may be higher than that of the pack case 20 by including the insulating material that is carbonized at a temperature above the threshold, and the carbonization of the insulating material.

閾値を超える温度において炭化する絶縁材料は例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、シリコン、ポリイミドなどの樹脂材料である。   The insulating material carbonized at a temperature above the threshold is, for example, a resin material such as polybutylene terephthalate (PBT), silicon, polyimide and the like.

図９Ｂに示すように、絶縁材料は、閾値を超える温度において炭化することによって、絶縁抵抗よりも小さく、かつ、パックケース２０よりも大きな電気抵抗を有する。これにより、電池パック１によれば、電池モジュール１００の異常発熱時に電池パック１の内部に形成される短絡経路Ｒ（図７Ｂ参照）に流れる電流値は小さくなる。そのため、電池パック１によれば、電池モジュール１００に異常発熱が生じた場合であっても、電池パック１の内部に過大な電流が流れることを防止できる。   As shown in FIG. 9B, the insulating material has an electrical resistance less than the insulation resistance and greater than the pack case 20 by carbonizing at a temperature above the threshold. Thus, according to the battery pack 1, the value of the current flowing through the short circuit path R (see FIG. 7B) formed inside the battery pack 1 at the time of abnormal heat generation of the battery module 100 becomes smaller. Therefore, according to the battery pack 1, even when abnormal heat generation occurs in the battery module 100, it is possible to prevent an excessive current from flowing inside the battery pack 1.

本変形例に係る電池パック１によれば、閾値を超える温度において炭化する絶縁材料によって構成するという簡便な方法によって、保護カバー１２０を形成できる。そのため、本実施形態に係る電池パック１によれば、電池パック１の製造が容易になる。   According to the battery pack 1 of the present modification, the protective cover 120 can be formed by a simple method of forming the insulating material by carbonization at a temperature exceeding the threshold value. Therefore, according to the battery pack 1 which concerns on this embodiment, manufacture of the battery pack 1 becomes easy.

（改変例）
上述した第１実施形態およびその変形例並びに第２実施形態では、保護カバー１２０は、バスバ１１０を電気的に保護した。しかしながら、保護カバー１２０は、入出力用部材１５０（導電部材に相当）を電気的に保護してもよい。 (Modified example)
In the first embodiment and the modifications thereof and the second embodiment described above, the protective cover 120 electrically protects the bus bar 110. However, the protective cover 120 may electrically protect the input / output member 150 (corresponding to a conductive member).

以下では、保護カバー１２０が負極側の入出力用部材１５２を電気的に保護する場合を例に説明する。しかしながら、保護カバー１２０は、正極側の入出力用部材１５１を電気的に保護してもよい。   Hereinafter, the case where the protective cover 120 electrically protects the input / output member 152 on the negative electrode side will be described as an example. However, the protective cover 120 may electrically protect the input / output member 151 on the positive electrode side.

図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、保護カバー１２０は、負極側の入出力用部材１５２を覆って配置され、負極側の入出力用部材１５２を電気的に保護する。   As shown in FIGS. 10A and 10B, the protective cover 120 is disposed to cover the negative input / output member 152, and electrically protects the negative input / output member 152.

電池パック１において、一の電池モジュール１００に異常発熱が生じると、当該電池モジュール１００近傍に配置されている保護カバー１２０が加熱される。加熱された保護カバー１２０の温度が上記閾値を超えると、絶縁体１２１が溶融する。   In the battery pack 1, when abnormal heat generation occurs in one battery module 100, the protective cover 120 disposed in the vicinity of the battery module 100 is heated. When the temperature of the heated protective cover 120 exceeds the threshold, the insulator 121 melts.

絶縁体１２１が溶融すると、負極側の入出力用部材１５２とパックケース２０との間において短絡が生じる可能性がある。負極側の入出力用部材１５２とパックケース２０との間の短絡は、負極側の入出力用部材１５２とパックケース２０とが接触して短絡する場合や、負極側の入出力用部材１５２が固定用梁２３に接触し、固定用梁２３を介して短絡する場合がある。第１実施形態において上述した場合と同様に、負極側の入出力用部材１５２とパックケース２０との間の短絡が２箇所において生じると、パックケース２０を介して、電池パック１内部に短絡経路Ｒが形成される。   When the insulator 121 is melted, a short circuit may occur between the negative input / output member 152 and the pack case 20. The short circuit between the negative electrode side input / output member 152 and the pack case 20 may occur when the negative electrode side input / output member 152 contacts the pack case 20 for a short circuit, or the negative electrode side input / output member 152 There is a case in which the fixing beam 23 is in contact and a short circuit is caused via the fixing beam 23. As in the case described above in the first embodiment, when a short circuit between the negative input / output member 152 and the pack case 20 occurs at two locations, a short circuit path is provided inside the battery pack 1 via the pack case 20. R is formed.

本変形例に係る電池パックによれば、保護カバー１２０が高抵抗導体１２２を有することによって、電池パック１内部に短絡経路Ｒが形成されても、短絡経路Ｒに流れる電流値は小さくなる。従って、本変形例に係る電池パックによれば、電池モジュール１００に異常発熱が生じた場合であっても、電池パックの内部に過大な電流が流れることを防止できる。   According to the battery pack of the present modification, since the protective cover 120 includes the high resistance conductor 122, even if the short circuit path R is formed inside the battery pack 1, the value of the current flowing through the short circuit path R is reduced. Therefore, according to the battery pack according to the present modification, even when abnormal heat generation occurs in the battery module 100, it is possible to prevent an excessive current from flowing inside the battery pack.

以上、実施形態およびその変形例を通じて電池パックを説明したが、本発明は実施形態において説明した構成のみに限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。   As mentioned above, although the battery pack was demonstrated through embodiment and its modification, this invention is not limited only to the structure demonstrated in embodiment, It is possible to change suitably based on the statement of a claim. is there.

１ 電池パック、
１０ 組電池、
２０ パックケース、
１００ 電池モジュール、
１１０ バスバ（導電部材）、
１２０ 保護カバー（保護部材）、
１２１ 絶縁体、
１２２ 高抵抗導体、
１４０ モジュールケース、
１５０ 入出力用部材（導電部材）、
１５１ 正極側の入出力用部材（導電部材）、
１５２ 負極側の入出力用部材（導電部材）。 1 battery pack,
10 batteries,
20 pack cases,
100 battery modules,
110 bus bar (conductive member),
120 protective cover (protective member),
121 insulator,
122 high resistance conductor,
140 module case,
150 members for input and output (conductive members),
151 Positive electrode side input / output member (conductive member),
152 Negative electrode side input / output member (conductive member).

Claims (6)

導電部材を介して複数の電池モジュールを電気的に接続した組電池と、
前記組電池を収容する金属製のパックケースと、を有し、
前記組電池は、前記導電部材を覆って配置され、前記導電部材を電気的に保護する保護部材を有し、
前記保護部材は、前記電池モジュールの異常発熱によって前記保護部材の温度が閾値を超えるまで絶縁抵抗を有し、前記閾値よりも高い温度において、前記絶縁抵抗よりも小さく、かつ、前記パックケースよりも大きな電気抵抗を有する、電池パック。 An assembled battery in which a plurality of battery modules are electrically connected via a conductive member;
And a metal pack case for housing the assembled battery.
The battery assembly includes a protective member disposed over the conductive member and electrically protecting the conductive member.
The protective member has an insulation resistance until the temperature of the protective member exceeds a threshold due to abnormal heat generation of the battery module, and at a temperature higher than the threshold, it is smaller than the insulation resistance and more than the pack case Battery pack with large electrical resistance. 前記保護部材は、前記閾値を超えるまで前記絶縁抵抗を有するとともに、前記閾値よりも高い温度において溶融する絶縁体と、溶融温度が前記閾値よりも高く、かつ、前記パックケースよりも大きな電気抵抗を有する高抵抗導体と、を有し、
前記絶縁体および前記高抵抗導体は、層をなした状態で前記導電部材を覆っている、請求項１に記載の電池パック。 The protective member has the insulation resistance until it exceeds the threshold value, and an insulator which melts at a temperature higher than the threshold value, and an electric resistance whose melting temperature is higher than the threshold value and larger than the pack case And a high-resistance conductor
The battery pack according to claim 1, wherein the insulator and the high-resistance conductor cover the conductive member in a layered state. 前記保護部材は、前記閾値を超えるまで前記絶縁抵抗を有するとともに、前記閾値よりも高い温度において溶融する絶縁体と、溶融温度が前記閾値よりも高く、かつ、前記パックケースよりも大きな電気抵抗を有する高抵抗導体と、を有し、
前記高抵抗導体は、前記絶縁体が前記閾値を超える温度になるまで、前記絶縁体の内部に分散した状態で含まれている、請求項１に記載の電池パック。 The protective member has the insulation resistance until it exceeds the threshold value, and an insulator which melts at a temperature higher than the threshold value, and an electric resistance whose melting temperature is higher than the threshold value and larger than the pack case And a high-resistance conductor
The battery pack according to claim 1, wherein the high resistance conductor is contained in a state of being dispersed inside the insulator until the temperature of the insulator exceeds the threshold. 前記保護部材は、前記閾値を超える温度において炭化する絶縁材料を含み、前記絶縁材料が炭化することによって、前記絶縁抵抗よりも小さく、かつ、前記パックケースよりも大きな電気抵抗となる、請求項１に記載の電池パック。   The protective member includes an insulating material that carbonizes at a temperature above the threshold value, and carbonization of the insulating material results in an electrical resistance that is smaller than the insulation resistance and greater than the pack case. Battery pack as described in. 組電池と、前記組電池を収容する金属製のパックケースと、を有する電池パックにおいて、複数の電池モジュールを電気的に接続する導電部材であって、
前記導電部材は、前記導電部材を電気的に保護する保護部材によって覆われ、
前記保護部材は、前記電池モジュールの異常発熱によって前記保護部材の温度が閾値を超えるまで絶縁抵抗を有し、前記閾値よりも高い温度において、前記パックケースよりも大きな電気抵抗を有する、導電部材。 A battery pack comprising: an assembled battery; and a metal pack case accommodating the assembled battery, the conductive member electrically connecting a plurality of battery modules,
The conductive member is covered by a protective member that electrically protects the conductive member,
The conductive member, wherein the protective member has an insulation resistance until the temperature of the protective member exceeds a threshold due to abnormal heat generation of the battery module, and has a larger electrical resistance than the pack case at a temperature higher than the threshold. 導電部材を介して複数の電池モジュールを電気的に接続した組電池と、前記組電池を収容する金属製のパックケースと、を有する電池パックにおいて、前記導電部材を保護する保護部材であって、
前記導電部材を覆って配置され、前記導電部材を電気的に保護し、
前記電池モジュールの異常発熱によって前記保護部材の温度が閾値を超えるまで絶縁抵抗を有し、前記閾値よりも高い温度において、前記パックケースよりも大きな電気抵抗を有する、保護部材。 A protective member for protecting the conductive member, in a battery pack including a battery pack in which a plurality of battery modules are electrically connected via a conductive member, and a metal pack case for housing the battery pack,
Disposed over the conductive member to electrically protect the conductive member,
A protective member having insulation resistance until the temperature of the protective member exceeds a threshold due to abnormal heat generation of the battery module, and having a larger electrical resistance than the pack case at a temperature higher than the threshold.
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