JP2024060683A - 電池モジュール - Google Patents

電池モジュール Download PDF

Info

Publication number
JP2024060683A
JP2024060683A JP2022168094A JP2022168094A JP2024060683A JP 2024060683 A JP2024060683 A JP 2024060683A JP 2022168094 A JP2022168094 A JP 2022168094A JP 2022168094 A JP2022168094 A JP 2022168094A JP 2024060683 A JP2024060683 A JP 2024060683A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery module
arc
fuse
discharge space
fuse portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022168094A
Other languages
English (en)
Inventor
智史 釘野
剛頌 阿部
智親 寺中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prime Planet Energy and Solutions Inc
Original Assignee
Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prime Planet Energy and Solutions Inc filed Critical Prime Planet Energy and Solutions Inc
Priority to JP2022168094A priority Critical patent/JP2024060683A/ja
Priority to EP23199817.0A priority patent/EP4358249A1/en
Priority to US18/475,208 priority patent/US20240234983A9/en
Priority to CN202311316012.0A priority patent/CN117917800A/zh
Publication of JP2024060683A publication Critical patent/JP2024060683A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/583Devices or arrangements for the interruption of current in response to current, e.g. fuses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/38Means for extinguishing or suppressing arc
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103Fuse
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

【課題】電池モジュールにおける過大な電流の通電時間を短くする。【解決手段】端子部材80は、複数の電池セル100のうちの少なくとも1つの電池セル100と電気的に接続され、ヒューズ部86を含む。アーク遮断部63は、ヒューズ部86の溶断時に生じるアークが伸長する放電空間S内に位置し、かつヒューズ部86と放電空間Sとが並ぶ方向に対して略直交する方向に延びるように設けられている。【選択図】図6

Description

本技術は、電池モジュールに関する。
電池モジュールの構成を開示した先行技術文献として、特開2022-58731号公報(特許文献1)がある。特許文献1に記載された電池モジュールにおいては、ヒューズ部が溶けたときに、下方に設けた空間にヒューズ部の溶融した金属を落とすことによって、当該溶融した金属による新たな電流経路が形成されることが抑制される。
ヒューズの構成を開示した先行技術文献として、特開2022-36333号公報(特許文献2)がある。特許文献2に記載されたヒューズは、発生するアークの電流によって発生するローレンツ力によって引き伸ばして消弧する。
ヒューズの消弧方法を開示した先行技術文献として、特開2022-36334号公報(特許文献3)がある。特許文献3に記載されたヒューズの消弧方法においては、発生するアークをヒューズ付近に設置した磁石の磁界により発生するローレンツ力によって引き伸ばして消弧する。
特開2022-58731号公報 特開2022-36333号公報 特開2022-36334号公報
特許文献1~3に記載されたヒューズを含む電池モジュールにおいては、短絡などによって電池モジュールに過大な電流が流れた場合、ヒューズにおいて発生するアークが通電経路となって、過大な電流の通電時間が長くなる可能性がある。
本技術は、上記の課題を解決するためになされたものであって、過大な電流の通電時間を短くすることができる、電池モジュールを提供することを目的とする。
本技術は、以下の電池モジュールを提供する。
[1]
一方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
前記複数の電池セルのうちの少なくとも1つの電池セルと電気的に接続され、ヒューズ部を含む端子部材と、
前記ヒューズ部の溶断時に生じるアークが伸長する放電空間内に位置し、かつ前記ヒューズ部と前記放電空間とが並ぶ方向に対して略直交する方向に延びるように設けられたアーク遮断部とを備える、電池モジュール。
[2]
前記ヒューズ部を覆うカバー部材をさらに備え、
前記カバー部材には、前記放電空間に面する開口部が設けられている、[1]に記載の電池モジュール。
[3]
前記ヒューズ部と前記アーク遮断部との間に位置する壁面部をさらに備え、
前記壁面部は、前記ヒューズ部と前記放電空間とが並ぶ方向から見て、前記放電空間を少なくとも部分的に囲んでいる、[2]に記載の電池モジュール。
[4]
前記カバー部材は、前記開口部を跨ぐように設けられ、前記アーク遮断部を構成する梁部を含む、[2]または[3]に記載の電池モジュール。
[5]
前記端子部材を支持するホルダをさらに備え、
前記ホルダは、前記アーク遮断部を構成する梁部を含む、[1]から[3]のいずれか1つに記載の電池モジュール。
[6]
前記梁部は、前記端子部材のうちの前記ヒューズ部を含む導電経路が延在する方向に延在している、[4]または[5]に記載の電池モジュール。
[7]
前記梁部は、前記端子部材のうちの前記ヒューズ部を含む導電経路が延在する方向に略直交する方向に延在している、[4]または[5]に記載の電池モジュール。
[8]
前記放電空間は、前記端子部材に対して前記複数の電池セルの反対側に生じる、[1]から[7]のいずれか1つに記載の電池モジュール。
[9]
前記アーク遮断部は、前記ヒューズ部と前記放電空間とが並ぶ方向から見たときに、前記ヒューズ部の中心に対してずれた位置に配置されている、[8]に記載の電池モジュール。
本技術によれば、放電空間内にアーク遮断部を配置することによって、放電空間において伸長するアークをアーク遮断部により遮断することができる。これにより、アークを消弧することができるため、電池モジュールの過大な電流の通電時間を短くすることができる。
本技術の実施の形態1に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。 本技術の実施の形態1に係る電池モジュールの内部の構成を示す斜視図である。 本技術の実施の形態1に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す斜視図である。 本技術の実施の形態1に係る電池モジュールが備える電池セルの構成を示す斜視図である。 本技術の実施の形態1に係る電池モジュールが備える端子部材周辺の構成を示す斜視図である。 端子部材のヒューズ部周辺にかかるローレンツ力を示す側面図である。 ヒューズ部と梁部との位置関係を示す上面図である。 ヒューズ部においてアークが発生した際のアークの状態を示す側面図である。 アークが梁部によって遮断される状態を示す側面図である。 本技術の実施の形態2に係る電池モジュールが備える端子部材周辺の構成を示す側面図である。 本技術の実施の形態3に係る電池モジュールが備える端子部材周辺の構成を示す斜視図である。
以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。
なお、本明細書において、「備える(comprise)」および「含む(include)」、「有する(have)」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。
また、本明細書において幾何学的な文言および位置・方向関係を表す文言、たとえば「平行」、「直交」、「斜め45°」、「同軸」、「沿って」などの文言が用いられる場合、それらの文言は、製造誤差ないし若干の変動を許容する。本明細書において「上側」、「下側」などの相対的な位置関係を表す文言が用いられる場合、それらの文言は、1つの状態における相対的な位置関係を示すものとして用いられるものであり、各機構の設置方向(たとえば機構全体を上下反転させる等)により、相対的な位置関係は反転ないし任意の角度に回動し得る。
本明細書において、「電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池およびナトリウムイオン電池などの他の電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。
本明細書において、「電池セル」は必ずしも角形のものに限定されず、円筒型など、他の形状のセルも含み得る。
また、「電池モジュール」は、ハイブリッド車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)、プラグインハイブリッド車(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、および電気自動車(BEV:Battery Electric Vehicle)などに搭載可能である。ただし、「電池モジュール」の用途は、車載用に限定されるものではない。
なお、図面においては、電池セルの正極端子および負極端子が並ぶ方向をX方向、複数の電池セルが積層される方向をY方向、電池モジュールの高さ方向をZ方向とする。
(実施の形態1)
図1は、本技術の実施の形態1に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。図2は、本技術の実施の形態1に係る電池モジュールの内部の構成を示す斜視図である。
まず、電池モジュール1の全体構造について説明する。図1および図2に示すように、電池モジュール1は、複数のユニット10と、エンドプレート20と、拘束部材30と、カバー部材60と、ガスダクト70と、端子部材80と、ホルダ90とを備える。
複数のユニット10は、Y方向に並んで配置されている。本実施の形態に係る複数のユニット10は、Y方向に6つ並んで配置されている。なお、複数のユニット10の数量は、2つ以上であれば、特に限定されない。
複数のユニット10は、2つのエンドプレート20に挟持されている。本実施の形態に係る複数のユニット10は、エンドプレート20に押圧され、2つのエンドプレート20の間で拘束されている。
エンドプレート20は、複数のユニット10のY方向の両端に設けられている。エンドプレート20は、電池モジュール1を収納するパックケースなどの基台に固定される。エンドプレート20は、たとえば、アルミニウムまたは鉄により構成されている。
拘束部材30は、複数のユニット10およびエンドプレート20のX方向の両端に設けられている。並んで配置された複数のユニット10およびエンドプレート20に対してY方向の圧縮力を作用させた状態で拘束部材30をエンドプレート20に係合させ、その後に圧縮力を解放することにより、2つのエンドプレート20を接続する拘束部材30に引張力が働く。その反作用として、拘束部材30は、2つのエンドプレート20を互いに近づける方向に押圧する。その結果、拘束部材30は、複数のユニット10をY方向に拘束する。
拘束部材30は、主部300と、第1フランジ部320と、第2フランジ部330とを含む。拘束部材30は、たとえば、鉄により構成されている。
主部300は、Y方向に延在している部材である。主部300には、複数の貫通孔310が設けられている。複数の貫通孔310は、Y方向において、互いに間隔をあけて設けられている。貫通孔310は、X方向において、主部300を貫通する貫通孔から構成されている。
第1フランジ部320は、複数のユニット10の側面から複数のユニット10の上面に回り込む。第1フランジ部320を設けることにより、比較的薄く形成された拘束部材30の剛性を確保することができる。
第2フランジ部330は、主部300のY方向の両端に接続されている。第2フランジ部330は、エンドプレート20に固定される。第2フランジ部330は、たとえばボルト締結などの公知の固定方法によってエンドプレート20に固定される。これにより、拘束部材30は、2つのエンドプレート20を互いに接続する。
図1に示すように、カバー部材60は、電池モジュール1の電気的接続を保護する。カバー部材60は、ユニット10の上方に位置している。ガスダクト70は、Y方向に延びている。ガスダクト70は、Z方向において、複数のユニット10と、カバー部材60との間に配置されている。
端子部材80は、複数のユニット10のY方向の両側に配置されている。端子部材80は、導電体により構成されている。端子部材80は、プラス側端子部材80aと、マイナス側端子部材80bとを含む。端子部材80は、電池モジュール1と、電池モジュール1の外部に配置される駆動源などとの電気的な接続の経路を構成する。
ホルダ90は、ユニット10のY方向の端部に位置している。ホルダ90は、絶縁性を有している。ホルダ90は、ボルト締結などの公知の方法により、エンドプレート20に接続されている。ホルダ90には、端子部材80が固定され、端子部材80を支持する。
次に、ユニット10の構造について説明する。図3は、本技術の実施の形態1に係る電池モジュールが備えるユニットの構成を示す斜視図である。
図3に示すように、複数のユニット10の各々は、複数の電池セル100と、ケース140とを含む。
ユニット10は、2個以上の電池セル100を含んでいる。本実施の形態に係るユニット10は、偶数の個数として2つの電池セル100を含んでいる。なお、複数のユニット10の各々に備わる電池セル100の数は、2つ以上であれば、特に限定されない。また、複数のユニット10の各々に備わる電池セル100の数は、奇数個であってもよい。
複数の電池セル100は、一方向に並んで配置されている。本実施の形態に係る複数の電池セル100は、Y方向に2つ並んで配置されている。複数のユニット10の配列方向と、複数のユニット10の各々における複数の電池セル100の配列方向とは、同一方向である。複数の電池セル100は、図示しないバスバーによって互いに電気的に接続されている。
ケース140は、直方体形状の外観を有する。ケース140は、複数の電池セル100を収容して少なくともY方向に支持している。ケース140は、たとえば、ポリプロピレンなどの樹脂により形成されている。図1および図2に示すように、ケース140は、拘束部材30によりY方向に圧縮されている。
図3に示すように、ケース140は、前壁部150と、後壁部160と、第1側壁部170と、第2側壁部171と、上面部180とを有する。
前壁部150は、一方の拘束部材30に隣接する面である。前壁部150には、第1ダクト部151が設けられている。第1ダクト部151は、前壁部150から一方の拘束部材30側に突出している。第1ダクト部151は、X方向において前壁部150を貫通するように設けられている。
後壁部160は、X方向において複数の電池セル100を間に挟んで前壁部150に対向する面である。後壁部160には、第2ダクト部161が設けられている。第2ダクト部161は、後壁部160から他方の拘束部材30側に突出している。第2ダクト部161は、X方向において後壁部160を貫通するように設けられている。第2ダクト部161は、ケース140の内部に設けられた図示しない冷却媒体通路によって、第1ダクト部151と連通している。
第1側壁部170および第2側壁部171は、Y方向に並んで配置され、互いに対向している。
上面部180は、複数の壁部181と、係合面182と、複数の孔部183とを含む。複数の壁部181は、Z方向に立設される。複数の壁部181は、図示しないバスバーの設置箇所を区画する。係合面182には、拘束部材30の第1フランジ部320が係合する。複数の孔部183は、後述する電極端子110およびガス排出弁130が上面部180から露出するように設けられている。
図4は、本技術の実施の形態1に係る電池モジュールが備える電池セルの構成を示す斜視図である。
図4に示すように、電池セル100は、たとえばリチウムイオン電池である。電池セル100は、角型形状を有する。電池セル100の出力密度は、たとえば、8000W/L以上程度である。電池セル100の電圧は、たとえば、1.0V以上程度である。
本実施の形態に係る電池セル100は、電極端子110と、筐体120と、ガス排出弁130とを有する。
電極端子110は、筐体120上に形成されている。電極端子110は、X方向に沿って並ぶ2つの電極端子110として、正極端子111および負極端子112を有する。
正極端子111および負極端子112は、X方向において、互いに離れて設けられている。正極端子111および負極端子112は、X方向において、ガスダクト70の両側にそれぞれ設けられている。正極端子111および負極端子112は、バスバーとレーザ溶接などによって接合される。
筐体120は、直方体形状を有し、電池セル100の外観をなしている。筐体120には、図示しない電極体および電解液が収容されている。
ガス排出弁130は、筐体120の上面部分に設けられている。ガス排出弁130は、筐体120の内部で発生したガスにより筐体120の内圧が所定値以上となった場合に、そのガスを筐体120の外部に排出する。ガス排出弁130からのガスは、ガスダクト70を流れて、電池モジュール1の外部に排出される。
図5は、本技術の実施の形態1に係る電池モジュールが備える端子部材周辺の構成を示す斜視図である。図6は、端子部材のヒューズ部周辺にかかるローレンツ力を示す側面図である。なお、以下の端子部材80の説明ではプラス側端子部材80aについて述べるが、マイナス側端子部材80bにおいては、後述するヒューズ部86を有することを除いて、プラス側端子部材80aと同様の構造を適用し得る。
図5および図6に示すように、カバー部材60は、主面部61と、梁部63と、壁面部64とを含む。
主面部61は、XY平面において延在している。カバー部材60の主面部61は、端子部材80のうちのヒューズ部86を覆っている。主面部61には、開口部62が設けられている。
梁部63は、開口部62を跨ぐように設けられている。開口部62および梁部63は、ヒューズ部86の上方に位置している。これにより、アークが開口部62を通じて外部に放出され、消弧されやすくなる。
図6に示すように、ヒューズ部86周辺には、ヒューズ部86の溶断時に生じる放電空間Sがある。本実施の形態における放電空間Sとは、梁部63がない場合に、ヒューズ部86が溶断した際にアークが生じ、かつアークが伸長しうる空間である。開口部62は、放電空間Sに面している。
梁部63は、アーク遮断部を構成している。梁部63は、放電空間S内に位置している。梁部63は、ヒューズ部86と放電空間Sとが並ぶ方向(Z方向)に対して略直交する方向(X方向)に延びるように設けられている。本実施の形態においては、梁部63は、X方向(図6における紙面垂直方向)に延びるように設けられている。
壁面部64は、Z方向において、ヒューズ部86とアーク遮断部である梁部63との間に位置している。壁面部64は、ヒューズ部86と放電空間Sとが並ぶ方向から見て、放電空間Sを少なくとも部分的に囲んでいる。本実施の形態に係る壁面部64は、Y方向の両側を囲んでいる。これにより、アークが発生すると、ヒューズ部86から開口部62へアークが導かれやすい。
本実施の形態に係る端子部材80は、第1経路81と、第2経路82と、第3経路83と、第4経路84とを含む。
第1経路81は、電池セル100の上方に位置し、X方向、Y方向およびZ方向に屈曲しながら延在している。第1経路81は、接合箇所85を有する。
端子部材80は、接合箇所85において、複数の電池セル100のうちの少なくとも1つの電池セル100における電極端子110と電気的に接続される。本実施の形態においては、端子部材80は、Y方向の端部に位置する1つの電池セル100と電気的に接続されている。なお、端子部材80は、1つの接合箇所により複数の電池セル100と接続されていてもよい。
第2経路82は、第1経路81と接続されてX方向に延在する。第2経路82は、ヒューズ部86を含む。
ヒューズ部86は、第2経路82のX方向における略中央に位置している。ヒューズ部86は、第2経路82におけるヒューズ部86以外の部分と比較して狭い幅を有する。短絡などにより端子部材80に過大な電流が流れた場合、ヒューズ部86が優先して溶融することによって、第2経路82が遮断される。その結果、電池モジュール1に対する過大な電流の流入が防止される。
第3経路83は、第2経路82と接続され、Y方向に延在している。第3経路83の幅は、第1経路81と同じ幅であることが望ましい。
第4経路84は、第3経路83と接続され、XZ平面に延在している。第4経路84は、図示しない外部端子に電気的に接続される。
次に、端子部材80に発生する磁界およびローレンツ力について説明する。端子部材80の全体形状を考えた場合に、端子部材80には第1経路81から第4経路84へ向かう電流Iが流れる。電流Iが流れる方向によって、右ねじの法則により、X方向の一方に向かって磁界Bが発生する。図6においては、紙面垂直方向の手前側に向かって磁界Bが発生する。
電流Iおよび磁界Bに対応して、フレミングの左手の法則から、ヒューズ部86にはZ方向の上方を向くローレンツ力Fが働く。本実施の形態におけるローレンツ力Fは、ヒューズ部86を含む端子部材80の形状などの影響によって、Z方向の上方を向き、かつY方向のヒューズ部86から第4経路84側に傾いた方向に働く。
一般に、アークは、ローレンツ力が働く方向に伸長する。このため、本実施の形態においては、ローレンツ力Fによって、アークがZ方向の上方を向き、かつY方向のヒューズ部86から第4経路84側に傾いた方向に伸長する。これにより、放電空間Sは、端子部材80に対して複数の電池セル100の反対側に生じる。
図7は、ヒューズ部と梁部との位置関係を示す上面図である。図7に示すように、梁部63は、端子部材80のうちのヒューズ部86を含む導電経路が延在する方向に延在している。本実施の形態においては、梁部63は、第2経路82が延在するX方向に延在している。
アーク遮断部である梁部63は、ヒューズ部86と放電空間Sとが並ぶ方向から見たときに、ヒューズ部86の中心に対してアークAに作用するローレンツ力Fの方向にずれた位置に配置されている。具体的には、Y方向の一方側にずれた位置に配置される。これによりアークAがローレンツ力Fを受けた場合に、アークAが伸長する方向に梁部63が配置される。
図8は、ヒューズ部においてアークが発生した際のアークの状態を示す側面図である。図8に示すように、過大な電流が流れることによってヒューズ部86が溶断された場合、ヒューズ部86を挟む第2経路82の一方と他方との間にアークAが発生する場合がある。アークAは、ローレンツ力Fの影響を受けて、Z方向の上方、かつY方向のヒューズ部86から第4経路84側に傾いた方向に伸長する。なお、アークは、YZ平面に沿って伸長する場合もあるし、XZ平面に沿って伸長する場合もあるし、YZ平面またはXZ平面に傾斜した方向に伸長する場合もある。
図9は、アークが梁部によって遮断される状態を示す側面図である。図9に示すように、伸長したアークAは、梁部63に接触する。アークAが梁部63に接触すると、連続していたアークAが梁部63によって遮断されて2つに分かれる。すなわち、アークAは消弧される。ヒューズ部86を挟むように位置する第2経路の一方と他方との通電が遮断される。
本技術の実施の形態1に係る電池モジュール1においては、放電空間S内にアーク遮断部である梁部63を配置することによって、放電空間Sにおいて伸長するアークAを梁部63により遮断することができる。これにより、アークAを消弧することができるため、電池モジュール1の過大な電流の通電時間を短くすることができる。
本技術の実施の形態1に係る電池モジュール1においては、カバー部材60によってヒューズ部86を保護しつつ、カバー部材60に設けた開口部62から消弧したアークAを外部に放出して消弧しやすくすることができる。
本技術の実施の形態1に係る電池モジュール1においては、カバー部材60に壁面部64を設けることによって、放電空間SにアークAを導きやすくすることができる。
本技術の実施の形態1に係る電池モジュール1においては、カバー部材60に設けた梁部63によりアーク遮断部を構成できるため、部品点数を増加させることなくアーク遮断部を設けることができる。
本技術の実施の形態1に係る電池モジュール1においては、梁部63を端子部材80におけるヒューズ部86を含む導電経路である第2経路82と平行に配置することによって、発生するアークAに梁部63を接触しやすくすることができる。
本技術の実施の形態1に係る電池モジュール1においては、アークAを電池セル100とは反対側に伸長させることによって、アークAを電池セル100に接触させないようにすることができる。その結果、アークAを外部に放出させて消弧しやすくすることができる。
本技術の実施の形態1に係る電池モジュール1においては、端子部材80の通電によって発生するローレンツ力Fの方向に沿ってアークAを伸長させ、伸長する方向の先に設けた梁部63においてアークAを遮断することができる。
以下、本技術の実施の形態2および実施の形態3に係る電池モジュールについて説明する。本技術の実施の形態2および実施の形態3に係る電池モジュールは、アーク遮断部である梁部の構成が本技術の実施の形態1に係る電池モジュール1と異なるため、本技術の実施の形態1に係る電池モジュール1と同様である構成については説明を繰り返さない。
(実施の形態2)
図10は、本技術の実施の形態2に係る電池モジュールが備える端子部材周辺の構成を示す側面図である。
図10に示すように、本実施の形態の電池モジュール1Aが備えるホルダ90Aは、アーク遮断部を構成する梁部91Aを含む。梁部91Aは、第2経路82に沿う方向に沿って設けられている。本実施の形態に係る梁部91Aは、開口部62の主面部61の上面の縁からヒューズ部86側に配置されている。
本技術の実施の形態2に係る電池モジュール1Aにおいては、ホルダ90Aに梁部91Aを設けることによって、梁部が開口部62の主面部61の上面の縁に設けられる場合と比較して、ヒューズ部86に対する梁部91Aの距離を近づけることができるため、梁部91Aをアークに接触させやすくすることができる。その結果、アークを梁部91Aにより遮断しやすくして、アークを消弧することができる。
本技術の実施の形態2に係る電池モジュール1Aにおいては、ホルダ90Aに設けた梁部91Aによりアーク遮断部を構成できるため、部品点数を増加させることなく梁部91Aを設けることができる。
(実施の形態3)
図11は、本技術の実施の形態3に係る電池モジュールが備える端子部材周辺の構成を示す斜視図である。
図11に示すように、本実施の形態の電池モジュール1Bが備える梁部63Bは、端子部材80のうちのヒューズ部86を含む導電経路が延在する方向(X方向)に略直交する方向(Y方向)に延在している。本実施の形態においては、梁部63Bは、第2経路82が延在するX方向に直交するY方向に延在している。
本技術の実施の形態3に係る電池モジュール1Bにおいては、アークAがXZ平面に沿って伸長する場合、アークAの伸長に対して略直交する方向(Y方向)に梁部63Bを配置することができるため、梁部63BによってアークAを遮断しやすくすることができる。
なお、上述の実施の形態において、梁部はカバー部材またはホルダと一体成形されているが、この構成に限定されない。梁部は、別部材により設けられ、カバー部材またはホルダに取り付けられる構成であってもよい。
以上、本技術の実施の形態について説明したが、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。本技術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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1,1A,1B 電池モジュール、10 ユニット、20 エンドプレート、30 拘束部材、60 カバー部材、61 主面部、62 開口部、63,63B,91A 梁部、64 壁面部、70 ガスダクト、80 端子部材、80a プラス側端子部材、80b マイナス側端子部材、81 第1経路、82 第2経路、83 第3経路、84 第4経路、85 接合箇所、86 ヒューズ部、90,90A ホルダ、100 電池セル、110 電極端子、111 正極端子、112 負極端子、120 筐体、130 ガス排出弁、140 ケース、150 前壁部、151 第1ダクト部、160 後壁部、161 第2ダクト部、170 第1側壁部、171 第2側壁部、180 上面部、181 壁部、182 係合面、183 孔部、300 主部、310 貫通孔、320 第1フランジ部、330 第2フランジ部、A アーク、B 磁界、F ローレンツ力、I 電流、S 放電空間。

Claims (9)

  1. 一方向に並んで配置され、角型形状を各々有する複数の電池セルと、
    前記複数の電池セルのうちの少なくとも1つの電池セルと電気的に接続され、ヒューズ部を含む端子部材と、
    前記ヒューズ部の溶断時に生じるアークが伸長する放電空間内に位置し、かつ前記ヒューズ部と前記放電空間とが並ぶ方向に対して略直交する方向に延びるように設けられたアーク遮断部とを備える、電池モジュール。
  2. 前記ヒューズ部を覆うカバー部材をさらに備え、
    前記カバー部材には、前記放電空間に面する開口部が設けられている、請求項1に記載の電池モジュール。
  3. 前記ヒューズ部と前記アーク遮断部との間に位置する壁面部をさらに備え、
    前記壁面部は、前記ヒューズ部と前記放電空間とが並ぶ方向から見て、前記放電空間を少なくとも部分的に囲んでいる、請求項2に記載の電池モジュール。
  4. 前記カバー部材は、前記開口部を跨ぐように設けられ、前記アーク遮断部を構成する梁部を含む、請求項2または請求項3に記載の電池モジュール。
  5. 前記端子部材を支持するホルダをさらに備え、
    前記ホルダは、前記アーク遮断部を構成する梁部を含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電池モジュール。
  6. 前記梁部は、前記端子部材のうちの前記ヒューズ部を含む導電経路が延在する方向に延在している、請求項4に記載の電池モジュール。
  7. 前記梁部は、前記端子部材のうちの前記ヒューズ部を含む導電経路が延在する方向に略直交する方向に延在している、請求項4に記載の電池モジュール。
  8. 前記放電空間は、前記端子部材に対して前記複数の電池セルの反対側に生じる、請求項1または請求項2に記載の電池モジュール。
  9. 前記アーク遮断部は、前記ヒューズ部と前記放電空間とが並ぶ方向から見たときに、前記ヒューズ部の中心に対してずれた位置に配置されている、請求項8に記載の電池モジュール。
JP2022168094A 2022-10-20 2022-10-20 電池モジュール Pending JP2024060683A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022168094A JP2024060683A (ja) 2022-10-20 2022-10-20 電池モジュール
EP23199817.0A EP4358249A1 (en) 2022-10-20 2023-09-26 Battery module
US18/475,208 US20240234983A9 (en) 2022-10-20 2023-09-27 Battery Module
CN202311316012.0A CN117917800A (zh) 2022-10-20 2023-10-11 电池模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022168094A JP2024060683A (ja) 2022-10-20 2022-10-20 電池モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024060683A true JP2024060683A (ja) 2024-05-07

Family

ID=88204147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022168094A Pending JP2024060683A (ja) 2022-10-20 2022-10-20 電池モジュール

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4358249A1 (ja)
JP (1) JP2024060683A (ja)
CN (1) CN117917800A (ja)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019069837A1 (ja) 2017-10-05 2019-04-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池モジュール
EP3813151A4 (en) * 2018-06-20 2022-03-23 Vehicle Energy Japan Inc. BATTERY MODULE AND BATTERY PACK
JP2022036334A (ja) 2018-10-01 2022-03-08 三洋電機株式会社 ヒューズの消弧方法及びヒューズを備える電源装置
JP2022036333A (ja) 2018-10-01 2022-03-08 三洋電機株式会社 ヒューズの消弧方法とヒューズ、及びヒューズを備える電源装置
KR20220023504A (ko) * 2020-08-21 2022-03-02 주식회사 엘지에너지솔루션 리무버블 퓨즈 어셈블리를 구비한 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR20220091302A (ko) * 2020-12-23 2022-06-30 현대모비스 주식회사 배터리 모듈 운송용 퓨징 버스 바 및 이를 포함하는 절연 케이스

Also Published As

Publication number Publication date
EP4358249A1 (en) 2024-04-24
US20240136678A1 (en) 2024-04-25
CN117917800A (zh) 2024-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10115954B2 (en) Battery module
US10011162B2 (en) Power switching module for battery module assembly
KR20200067587A (ko) 전지팩
US20210408641A1 (en) Battery Module
KR101002446B1 (ko) 보호회로모듈 및 이를 포함하는 이차전지
EP4096012B1 (en) Busbar component, battery, and electrical device
EP4224595A1 (en) Battery pack
KR20220001989A (ko) 배터리 모듈, 그것을 포함하는 배터리 팩, 및 자동차
JP2024060683A (ja) 電池モジュール
US20240234983A9 (en) Battery Module
JP2023540109A (ja) 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
KR20190001424A (ko) 이차 전지
JP2024060682A (ja) 電池モジュール
JP2024060680A (ja) 電池モジュール
JP7289862B2 (ja) 蓄電パック
JP2024060671A (ja) 電池モジュール
US20240014503A1 (en) Battery module
JP7421588B2 (ja) バッテリパック
US20240021946A1 (en) Battery Module And Battery Pack Comprising Same
US20230155254A1 (en) Battery module
US20240079709A1 (en) Battery module
US20240079710A1 (en) Battery module
US20230253684A1 (en) Battery pack
US20230231277A1 (en) Battery pack
JP2022187311A (ja) 電池パック

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231023