JP5046018B2 - Battery pack and battery pack control system - Google Patents

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Description

本発明は、組電池と当該組電池の制御システムに関する。   The present invention relates to an assembled battery and a control system for the assembled battery.

リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池あるいはキャパシタ等の蓄電素子を単電池とし、該単電池を複数直列接続して成る組電池は高出力が得られる電源として、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池を単電池として複数直列に接続した組電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。   Lithium-ion batteries, nickel-metal hydride batteries and other secondary batteries or capacitors and other storage elements are used as unit cells, and a battery pack formed by connecting a plurality of unit cells in series is used as a power source for vehicle mounting, It is becoming increasingly important as a power source for personal computers and mobile terminals. In particular, an assembled battery in which a plurality of lithium-ion batteries that are lightweight and have a high energy density are connected in series as single cells is expected to be preferably used as a high-output power source for mounting on vehicles.

この種の複数の単電池から構成された組電池においては、過充電、過放電等により単電池内にて異常発熱が生じることが想定される。このような単電池の発熱を監視すべく、従来技術として、温度センサを用いて各単電池の温度管理を行い、異常な温度上昇時に組電池の入出力を遮断する制御システムが提案されている。   In an assembled battery composed of a plurality of unit cells of this type, it is assumed that abnormal heat generation occurs in the unit cell due to overcharge, overdischarge, or the like. In order to monitor the heat generation of such single cells, a control system has been proposed as a prior art that controls the temperature of each single cell using a temperature sensor and shuts off the input / output of the assembled battery when the temperature rises abnormally. .

例えば、特許文献1には、平行導電線の間に熱可溶性部材を介在させた感熱体を、複数の素電池(単電池)に共通して這設し、異常な温度上昇により熱可溶部材が溶融すると平行導電線が短絡することにより、熱異常を検知するようにしたパック電池(組電池)が開示されている。
特開2005−346943号公報
For example, in Patent Document 1, a heat-sensitive body having a heat-soluble member interposed between parallel conductive wires is commonly provided for a plurality of unit cells (single cells), and the heat-soluble member is caused by an abnormal temperature rise. A battery pack (assembled battery) is disclosed in which a thermal abnormality is detected by short-circuiting parallel conductive wires when the battery melts.
JP 2005-346944 A

しかしながら、上記特許文献1の異常検知手段では、複数の単電池を一つの感熱体で共通して管理し、当該感知線の短絡による信号のON/OFFのみによって組電池の異常を検知しているため、どの単電池にて熱異常が発生したかを正確に特定することは困難であった。そのため、熱異常の単電池を正確に特定するには、異常を検知した組電池を回収・分解して各単電池を個別詳細に解析する必要があり、かかる分解、解析等の作業が大変煩わしかった。なお、熱異常が発生した単電池を特定するには、各単電池に対して温度センサを個別に設ければよいとも思われるが、各単電池のそれぞれに温度センサを配置しようとすると、多数のセンサが必要となり、組電池の構成が複雑化するとともにそれに費やすコストも膨大なものとなってしまう。   However, in the abnormality detection means of the above-mentioned Patent Document 1, a plurality of single cells are managed in common by one heat sensitive body, and abnormality of the assembled battery is detected only by ON / OFF of a signal due to a short circuit of the sensing line. For this reason, it has been difficult to accurately identify in which unit cell the thermal abnormality has occurred. For this reason, in order to accurately identify a unit cell that is abnormal in heat, it is necessary to collect and disassemble the assembled battery in which the abnormality is detected and analyze each unit cell in detail, and such disassembly and analysis work is extremely troublesome. won. In order to identify the unit cell in which the thermal abnormality has occurred, it may be necessary to provide a temperature sensor for each unit cell individually. Therefore, the configuration of the assembled battery becomes complicated and the cost for it becomes enormous.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、簡単な構成によって熱異常が発生した単電池を検知し得る組電池制御システムと当該システムを構成する組電池を提供することである。   The present invention has been made in view of such a point, and a main object thereof is to provide an assembled battery control system capable of detecting a unit cell in which a thermal abnormality has occurred with a simple configuration, and an assembled battery constituting the system. That is.

本発明によって提供される組電池制御システムは、金属製の容器を備えた複数の単電池が直列接続されてなる組電池と、当該組電池と電気的に接続される制御装置とを備える組電池制御システムである。さらには、組電池の中から熱異常が発生した単電池を検知するシステムである。   An assembled battery control system provided by the present invention includes an assembled battery in which a plurality of single cells each having a metal container are connected in series, and a controller electrically connected to the assembled battery. Control system. Furthermore, it is a system that detects a unit cell in which a thermal abnormality has occurred from an assembled battery.

本発明の組電池制御システムは、上記直列接続された各単電池に跨って配線され、当該単電池容器の各々に取り付けられた金属線と、上記単電池容器の各々と上記金属線との間に介在し、当該単電池容器と金属線とを絶縁している絶縁部材とを備える。上記金属線は、電気的に上記制御装置と接続している。ここで、上記組電池を構成する単電池において熱異常が発生すると、当該熱による前記絶縁部材の溶融又は収縮に伴って上記金属線と上記熱異常の単電池容器とが接触するように構成されている。そして、上記制御装置は、上記接触によって上記金属線に加わった電圧を測定し、当該電圧の測定値に基づいて上記熱異常が発生した単電池を検知するように構成されている。   The battery pack control system of the present invention includes a metal wire wired over each of the unit cells connected in series and attached to each of the unit cell containers, and between each of the unit cell containers and the metal wire. And an insulating member that insulates the unit cell container from the metal wire. The metal wire is electrically connected to the control device. Here, when a thermal abnormality occurs in the unit cell constituting the assembled battery, the metal wire and the unit cell container with the thermal abnormality are brought into contact with melting or shrinking of the insulating member due to the heat. ing. And the said control apparatus is comprised so that the voltage applied to the said metal wire by the said contact may be measured, and the cell which the said thermal abnormality generate | occur | produced based on the measured value of the said voltage.

なお、本明細書において「単電池」とは、組電池を構成するために相互に直列接続され得る個々の蓄電素子を指す用語であり、特に限定しない限り種々の組成の電池、キャパシタ(物理電池)を包含する。リチウムイオン電池を構成する蓄電素子は、ここでいう「単電池」に包含される典型例であり、そのような単電池を複数備えて成るリチウムイオン電池モジュール(電池パック)は、ここで開示される「組電池」の典型例である。また、このような「組電池」と、制御用として組電池に接続される各種の電子部品から構成された制御装置等を含めたものを本明細書において「組電池制御システム」という。   In the present specification, the “unit cell” is a term indicating individual storage elements that can be connected in series with each other to form an assembled battery, and batteries, capacitors (physical batteries) having various compositions unless otherwise specified. ). The power storage element constituting the lithium ion battery is a typical example included in the “unit cell” referred to herein, and a lithium ion battery module (battery pack) including a plurality of such unit cells is disclosed herein. This is a typical example of an “assembled battery”. Moreover, what includes such an “assembled battery” and a control device composed of various electronic components connected to the assembled battery for control is referred to as an “assembled battery control system” in this specification.

かかる構成の組電池制御システムによれば、直列接続された各単電池に跨って(即ち、該直列順には限定されない所定の順序で一の単電池から他の一の単電池へと順々に)金属線を配線するという簡単な構成によって、例えば過熱などといった熱異常が発生した単電池を正確に特定することができる。そのため、個々の単電池にそれぞれ独立した感知器(例えば温度センサ)を設置しなくてもよく、組電池制御システムを簡素化することができる。その結果、かかる組電池制御システムを構築するための組電池自体のコストも低減することができる。   According to the battery pack control system having such a configuration, the battery cells are connected in series across the unit cells connected in series (that is, in order from one unit cell to another unit cell in a predetermined order not limited to the series order). ) With a simple configuration in which metal wires are wired, it is possible to accurately identify a unit cell in which a thermal abnormality such as overheating has occurred. Therefore, it is not necessary to install an independent sensor (for example, a temperature sensor) for each unit cell, and the assembled battery control system can be simplified. As a result, the cost of the assembled battery itself for constructing such an assembled battery control system can also be reduced.

従って、本発明は上記目的を実現する組電池を提供する。即ち、本発明の組電池制御システムを構築するための組電池は、金属製の容器を備えた複数の単電池が直列接続されて構成されており、当該直列接続された各単電池に跨って(即ち、該直列順には限定されない所定の順序で一の単電池から他の一の単電池へと順々に)配線され、当該単電池容器の各々に取り付けられた金属線(即ち上記制御装置と電気的に接続し得る金属線)と、上記単電池容器の各々と上記金属線との間に介在し、当該単電池容器と金属線とを絶縁している絶縁部材とを備える。ここで上記単電池の何れかにおいて熱異常が発生すると、当該熱による上記絶縁部材の溶融又は収縮に伴って上記金属線と熱異常を来した単電池容器とが接触するように構成されていることを特徴とする。   Accordingly, the present invention provides an assembled battery that achieves the above object. That is, the assembled battery for constructing the assembled battery control system of the present invention is configured by connecting a plurality of unit cells including a metal container in series, and straddling each unit cell connected in series. In other words, the metal wires (that is, the control device described above) wired to each of the unit cell containers are wired (in order from one unit cell to another unit cell in a predetermined order not limited to the series order). And an insulating member that is interposed between each of the unit cell containers and the metal wire, and insulates the unit cell container from the metal line. Here, when a thermal abnormality occurs in any of the unit cells, the metal wire and the unit cell container that has caused the thermal abnormality are brought into contact with the melting or contraction of the insulating member due to the heat. It is characterized by that.

ここで開示される組電池制御システムのある好適な一態様において、上記金属線は、上記単電池が直列接続された順序で単電池容器の各々に取り付けられている。かかる構成によれば、上記単電池の接続順に従って金属線を配線するだけでよく、金属線の配線作業が簡易となる。   In a preferable aspect of the battery pack control system disclosed herein, the metal wire is attached to each of the unit cell containers in the order in which the unit cells are connected in series. According to such a configuration, it is only necessary to wire the metal wires according to the connection order of the unit cells, and the wiring work of the metal wires is simplified.

ここで開示される組電池制御システムのある好適な一態様において、上記制御装置は、上記熱異常の単電池を検知すると、上記組電池の通電を停止する制御を行うように構成されている。かかる構成によれば、電池異常時に組電池の充放電制御を迅速に停止し得る安全性に優れた電池パックを提供することができる。   In a preferred aspect of the assembled battery control system disclosed herein, the control device is configured to perform control to stop energization of the assembled battery when the abnormal battery is detected. According to such a configuration, it is possible to provide a battery pack with excellent safety that can quickly stop the charge / discharge control of the assembled battery when the battery is abnormal.

また、ここで開示される組電池制御システム及び当該システムを構築するための組電池のある好適な一態様において、上記絶縁部材は軟化点が120℃以下である熱可塑性樹脂で構成される。そして、好ましくは上記絶縁部材は、上記単電池容器及び/又は金属線を被覆する被覆材である。   Moreover, in a preferable one aspect | mode of the assembled battery control system disclosed here and the assembled battery for constructing | assembling the said system, the said insulating member is comprised with the thermoplastic resin whose softening point is 120 degrees C or less. Preferably, the insulating member is a covering material that covers the unit cell container and / or the metal wire.

このような低温で軟化する(延いては比較的低温域で可溶化する)樹脂材料を用いることにより、異常な過熱時の単電池容器と金属線との接触を迅速且つ確実に行うことができる。また、単電池容器の被覆材として使用することにより、正常時には絶縁部材を感電防止用の外装材として利用することができる。或いはまた、金属線の被覆材として使用すると、金属線が外部に露出しないので当該金属線の保護を図れるというメリットがある。   By using such a resin material that softens at a low temperature (and solubilizes at a relatively low temperature range), the cell container and the metal wire can be contacted quickly and reliably during abnormal overheating. . Moreover, by using as a covering material for the unit cell container, the insulating member can be used as an exterior material for preventing an electric shock in a normal state. Alternatively, when used as a coating material for a metal wire, there is an advantage that the metal wire can be protected because the metal wire is not exposed to the outside.

ここで開示される組電池制御システム及び当該システムを構築するための組電池のある好適な一態様において、上記金属線は、上記絶縁部材を介して上記単電池容器と接触する方向に付勢された状態で取り付けられている。   In a preferred aspect of the assembled battery control system disclosed herein and the assembled battery for constructing the system, the metal wire is urged in a direction in contact with the unit cell container via the insulating member. It is attached in the state.

かかる付勢力によって、絶縁部材の溶融又は収縮時に、金属線と単電池容器とを確実に接触させることができる。   With such an urging force, the metal wire and the unit cell container can be reliably brought into contact with each other when the insulating member is melted or contracted.

なお、上記金属線は、上記単電池容器の外面に這うように(即ち引き伸ばして張りわたすように)取り付けられていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the said metal wire is attached so that it may run over the outer surface of the said cell container (namely, extending and extending).

このように適当なテンションを加えて金属線を単電池容器に這わせることにより、絶縁部材を介して当該金属線を単電池容器に密着させるとともに、上記接触する方向への付勢力を容易に得ることができる。また、かかるテンションによって、当該金属線を単電池容器に安定して固定することができ、当該金属線を固定するために他の固定部材を用いることが不要となる。   By applying an appropriate tension in this manner and causing the metal wire to wrap around the single cell container, the metal wire is brought into close contact with the single cell container via the insulating member, and an urging force in the contacting direction is easily obtained. be able to. Moreover, the metal wire can be stably fixed to the unit cell container by the tension, and it is not necessary to use another fixing member for fixing the metal wire.

ここで開示される組電池制御システムのある好適な一態様において、上記制御装置は、上記熱異常の単電池の位置情報を記憶する記憶部を備える。更に好ましくは、当該熱異常の単電池の位置情報を表示する表示部を備える。   In a preferable aspect of the assembled battery control system disclosed herein, the control device includes a storage unit that stores position information of the unit cell having the thermal abnormality. More preferably, a display unit for displaying position information of the unit cell having the thermal abnormality is provided.

位置情報を記憶部に格納することにより、異常な組電池を回収・修理する際に、作業者は、記憶部に格納された位置情報を読み出し、対象とする組電池の中から熱異常を来した単電池を容易に特定することができる。このため、例えば組電池の修理作業を効率よく行うことができる。また、位置情報を表示部に表示させることにより、当該位置を作業者が視覚的に瞬時に確認(把握)することができる。   By storing the location information in the storage unit, when collecting or repairing an abnormal assembled battery, the operator reads the location information stored in the storage unit and causes a thermal abnormality from the target assembled battery. It is possible to easily specify the single cell. For this reason, the repair work of an assembled battery can be performed efficiently, for example. Further, by displaying the position information on the display unit, the worker can visually confirm (grasp) the position visually.

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, members / parts having the same action are described with the same reference numerals. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. In addition, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each drawing do not reflect actual dimensional relationships.

図1を参照しながら本実施形態の組電池制御システム100の構成について説明する。図1は組電池制御システム100の構成を模式的に示す外観斜視図である。   The configuration of the assembled battery control system 100 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an external perspective view schematically showing the configuration of the assembled battery control system 100.

本実施形態に係る組電池制御システム100は、組電池10を構成する単電池20の熱異常(例えば、不良単電池の存在や充電装置の故障による誤作動に起因する発熱)を監視すべく、各単電池の管理を行い、異常な温度上昇時に組電池の入出力を遮断する制御を行う。組電池制御システム100は、大まかに言うと、組電池10と、金属線60と、絶縁部材70と、制御装置30とから構成されている。   The assembled battery control system 100 according to the present embodiment monitors thermal abnormalities of the unit cells 20 constituting the assembled battery 10 (for example, heat generation due to the presence of defective unit cells or malfunction due to failure of the charging device). Each cell is managed, and control is performed to shut off the input / output of the battery pack when the temperature rises abnormally. Roughly speaking, the assembled battery control system 100 includes an assembled battery 10, a metal wire 60, an insulating member 70, and a control device 30.

組電池10は、複数の単電池20が電気的に直列接続されて構成されている。この実施形態では、3Vの単電池6個を直列接続し、総電圧18Vの組電池10を構築している。具体的には、各単電池20は、それぞれの長手方向の両端に設けられた正極側端子50および負極側端子52が交互に配置されるように一つずつ反転させて配置されており、隣接する単電池20間において一方の正極側端子50と他方の負極側端子52とが導電性接続具54(例えばバスバー)を介して電気的に接続される。このように隣接する単電池20間を直列に接続することにより、所望する総電圧(ここでは18V)の組電池10が構築される。この実施形態では、左端(電流流路の上流側)に配置された単電池20の負極52を接地して基準点(0V)とし、右側(電流流路の下流側)に配置された各単電池20を経て、順次3V,6V,9V,12V,15V,18Vの電圧が加わるように構築されている。   The assembled battery 10 includes a plurality of unit cells 20 electrically connected in series. In this embodiment, six 3 V single cells are connected in series to construct an assembled battery 10 having a total voltage of 18 V. Specifically, each unit cell 20 is arranged by being inverted one by one so that the positive electrode side terminals 50 and the negative electrode side terminals 52 provided at both ends in the longitudinal direction are alternately arranged. One positive electrode side terminal 50 and the other negative electrode side terminal 52 are electrically connected between the cells 20 to be connected via a conductive connector 54 (for example, a bus bar). By connecting the adjacent unit cells 20 in series in this way, the assembled battery 10 having a desired total voltage (here, 18V) is constructed. In this embodiment, the negative electrode 52 of the unit cell 20 disposed at the left end (upstream side of the current flow path) is grounded to be a reference point (0 V), and each unit disposed at the right side (downstream side of the current flow path). It is constructed so that voltages of 3V, 6V, 9V, 12V, 15V, and 18V are sequentially applied through the battery 20.

各単電池20を構成する容器40は金属製の容器である。かかる容器40には、後述する電極体が電解液と共に収容されている。容器40の形状は、電極体を収容し得る形状であればよく、この実施形態では、熱伝導性が良好なアルミニウム製の円筒型容器を使用している。また、この実施形態では、単電池容器40は、正極側端子50と接続されており、当該正極側端子50を介して電極体の正極と電気的に接続されている。これにより、単電池容器40は、正極側端子50とともに正極端子を構成している。なお、単電池容器40と負極側端子52との間には、図示しない絶縁性樹脂(ガスケット)が介在しており、これにより両者の絶縁性が確保されている。   The container 40 constituting each unit cell 20 is a metal container. In this container 40, an electrode body to be described later is accommodated together with the electrolytic solution. The shape of the container 40 may be any shape that can accommodate the electrode body, and in this embodiment, an aluminum cylindrical container having good thermal conductivity is used. In this embodiment, the unit cell container 40 is connected to the positive electrode side terminal 50 and is electrically connected to the positive electrode of the electrode body via the positive electrode side terminal 50. Thereby, the cell container 40 constitutes a positive electrode terminal together with the positive electrode side terminal 50. Note that an insulating resin (gasket) (not shown) is interposed between the unit cell container 40 and the negative electrode side terminal 52, thereby ensuring the insulation between them.

金属線60は、複数の単電池20に跨って配線されている。この実施形態では、金属線60は、線状の金属材料(この実施形態では鋼)で構成されており、各単電池20の配列方向(左右方向)に沿って配線されている。また、金属線60は、単電池容器40の各々に取り付けられている。図示した例では、金属線60は、単電池容器40の各々に接続順(直列接続された順番。この例では左端(上流側)に配置された単電池20から右側(下流側)に配置された単電池の順番)で順次取り付けられている。なお、金属線60の配線(各電池への取り付け順)は電池の直列順と一致させなくてもよく、取り付けられた順序が明確に把握されておればよい。この実施形態では、金属線60をS字状に蛇行させて各単電池容器40にほぼ1/2巻回ずつ巻き付けている。なお、金属線60を各単電池の接続順に従って配線することにより、金属線60の配線作業が簡易となる。   The metal wire 60 is wired across the plurality of single cells 20. In this embodiment, the metal wire 60 is made of a linear metal material (steel in this embodiment), and is wired along the arrangement direction (left-right direction) of the individual cells 20. Further, the metal wire 60 is attached to each of the unit cell containers 40. In the illustrated example, the metal wires 60 are arranged in the order of connection to each of the unit cell containers 40 (in order of series connection. In this example, the unit line 20 is arranged on the right side (downstream side) from the unit cell 20 arranged on the left end (upstream side). Are attached sequentially in the order of single cells). Note that the wiring of the metal wires 60 (the order of attachment to each battery) does not have to be the same as the series order of the batteries, and it is only necessary to clearly grasp the order of attachment. In this embodiment, the metal wire 60 is meandered in an S-shape and wound around each unit cell container 40 by approximately 1/2 turn. In addition, the wiring work of the metal wire 60 becomes easy by wiring the metal wire 60 according to the connection order of each unit cell.

また、金属線60と単電池容器40の各々との間には、絶縁部材70が介在している。絶縁部材70は、熱によって溶融する(固体が液状となる)又は収縮する絶縁材料からなり、この実施形態では、軟化点が120℃以下(特に好ましくは100℃以下)である熱可塑性樹脂(例えばエチレン酢酸ビニル共重合体や炭化水素系樹脂)で構成されている。
その他の好適な熱可塑性樹脂としては、例えば、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS、ポリカーボネート、ポリアセタール、不飽和ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂などが挙げられる。
Further, an insulating member 70 is interposed between the metal wire 60 and each of the unit cell containers 40. The insulating member 70 is made of an insulating material that melts by heat (solid becomes liquid) or contracts. In this embodiment, a thermoplastic resin having a softening point of 120 ° C. or lower (particularly preferably 100 ° C. or lower) (for example, Ethylene vinyl acetate copolymer or hydrocarbon resin).
Examples of other suitable thermoplastic resins include cellulose acetate, polyethylene, polypropylene, ABS, polycarbonate, polyacetal, unsaturated polyester resin, and polysulfone resin.

絶縁部材70は、金属線60と単電池容器40との間を隔離して絶縁するように配置されていればよく、この実施形態では、単電池容器40を被覆する被覆部材である。図2は、絶縁部材70で被覆された単電池容器40と金属線60との位置関係を示している。図2に示すように、金属線60と各単電池容器40との間は、単電池容器40を被覆する絶縁部材70によって隔離されて絶縁されている。   The insulating member 70 only needs to be arranged so as to isolate and insulate between the metal wire 60 and the unit cell container 40. In this embodiment, the insulating member 70 is a covering member that covers the unit cell container 40. FIG. 2 shows the positional relationship between the unit cell container 40 covered with the insulating member 70 and the metal wire 60. As shown in FIG. 2, the metal wire 60 and each unit cell container 40 are isolated and insulated by an insulating member 70 that covers the unit cell container 40.

また、絶縁部材70は、単電池に熱異常が発生(例えば単電池が発熱)すると当該発熱(例えば120℃を超える温度上昇)によって溶融するように構成されている。そして、当該絶縁部材70の溶融に伴って、金属線60と熱異常の単電池容器40とが接触するように構成されている。例えば、図3には、中央に配置された単電池20が発熱し、当該単電池20を被覆する絶縁部材70の一部(図では下側)が溶融した例を示している。この例では、絶縁部材70の溶融に伴って単電池容器40の一部(図では下側)が外部に露出し、当該露出部分において単電池容器40と金属線60とが面接触している(符号「90」参照)。   Further, the insulating member 70 is configured to be melted by the heat generation (for example, a temperature rise exceeding 120 ° C.) when a thermal abnormality occurs in the single cell (for example, the single cell generates heat). The metal wire 60 and the abnormal battery cell container 40 are in contact with each other as the insulating member 70 is melted. For example, FIG. 3 shows an example in which the unit cell 20 arranged in the center generates heat, and a part (the lower side in the drawing) of the insulating member 70 covering the unit cell 20 is melted. In this example, as the insulating member 70 melts, a part (lower side in the figure) of the unit cell container 40 is exposed to the outside, and the unit cell container 40 and the metal wire 60 are in surface contact at the exposed part. (See symbol "90").

かかる接触(発熱した単電池容器との接触)によって、金属線60は当該発熱した単電池容器40と電気的に接続され、当該金属線60の電位が変化する。この例では、金属線60は、正極端子として機能する単電池容器40と接触するため、電位は「0」から増加する。また、このとき、金属線60には当該発熱した単電池よりも上流側(図では左側)に配置された各単電池20にて累積された電圧が加わるため、当該電位の変化量は、発熱した単電池20の接続順序によって相違する。   By such contact (contact with the heated unit cell container), the metal wire 60 is electrically connected to the generated unit cell container 40, and the potential of the metal line 60 changes. In this example, since the metal wire 60 is in contact with the unit cell container 40 that functions as a positive electrode terminal, the potential increases from “0”. At this time, since the voltage accumulated in each unit cell 20 arranged on the upstream side (left side in the figure) of the generated unit cell is applied to the metal wire 60, the amount of change in the potential is generated by heat generation. The order of connection of the unit cells 20 differs.

さらに、金属線60は、図1に示すように、金属線60は電気的に制御装置30と接続している。制御装置30は、組電池10を構成する各単電池20の熱異常(例えば、不良単電池の存在や充電装置の故障による誤作動に起因する発熱)を監視して、異常な温度上昇時に組電池の入出力を遮断する制御を行う。具体的には、制御装置30は、上記接触によって金属線60に加わった電圧を測定し、当該電圧の測定値に基づいて熱異常が発生した単電池を検知するように構成されている。また、制御装置30は、熱異常の単電池を検知すると、組電池の通電を停止する制御を行うように構成されている。   Furthermore, as shown in FIG. 1, the metal wire 60 is electrically connected to the control device 30. The control device 30 monitors a thermal abnormality (for example, heat generation due to malfunction due to the presence of a defective single cell or a failure of the charging device) of each unit cell 20 constituting the assembled battery 10, and sets the unit when an abnormal temperature rise occurs. Controls to shut off battery input / output. Specifically, the control device 30 is configured to measure a voltage applied to the metal wire 60 by the contact and detect a unit cell in which a thermal abnormality has occurred based on a measured value of the voltage. In addition, the control device 30 is configured to perform control to stop energization of the assembled battery when detecting the abnormal battery.

この実施形態では、制御装置10は、測定部32と、検知部34と、停止部36とを備える。測定部32は、金属線60の電位の変化(すなわち金属線60に加わった電圧)を測定する制御を行う。検知部34は、測定部32で測定した電圧の測定値に基づいて、熱異常が発生した単電池を検知する制御を実行する。そして、停止部36は、検知部32が熱異常の単電池を検知した場合に、組電池10の通電を停止する制御を実行する。なお、制御装置30は、図示しない演算部(例えばCPU)と、図示しない記憶部(例えばフラッシュメモリ)を包含する。そして、測定部32、検知部34、停止部36は、それぞれ記憶部に格納されたプログラムに従い、上述した各制御を実行する。   In this embodiment, the control device 10 includes a measurement unit 32, a detection unit 34, and a stop unit 36. The measurement unit 32 performs control to measure a change in the potential of the metal wire 60 (that is, a voltage applied to the metal wire 60). The detection unit 34 performs control for detecting the unit cell in which the thermal abnormality has occurred based on the measured value of the voltage measured by the measurement unit 32. And the stop part 36 performs control which stops electricity supply of the assembled battery 10, when the detection part 32 detects a cell abnormal in heat. The control device 30 includes a calculation unit (for example, a CPU) (not shown) and a storage unit (for example, a flash memory) (not shown). And the measurement part 32, the detection part 34, and the stop part 36 perform each control mentioned above according to the program stored in the memory | storage part, respectively.

次に、熱異常発生時における組電池制御システム100の動作(特に制御装置30による制御)について説明する。   Next, an operation (particularly, control by the control device 30) of the assembled battery control system 100 when a thermal abnormality occurs will be described.

単電池20の何れかにおいて熱異常(例えば単電池の過熱)が発生すると、当該発熱した単電池容器40を被覆する絶縁部材70が熱(例えば120℃を超える温度上昇)によって溶融し、当該溶融に伴って発熱した単電池容器40と金属線60とが接触する。かかる接触によって金属線60の電位が変化する。   When a thermal abnormality (for example, overheating of the unit cell) occurs in any of the unit cells 20, the insulating member 70 that covers the generated unit cell container 40 is melted by heat (for example, a temperature rise exceeding 120 ° C.), and the melting is performed. Accordingly, the unit cell container 40 and the metal wire 60 that have generated heat come into contact with each other. Such a contact changes the potential of the metal wire 60.

制御装置30の測定部32は、まず、金属線60の電位の変化(ここでは「0」からの増加)を受けて、かかる電位の変化量(すなわち金属線60に印加された電圧)を測定する。測定手段としては、既に公知である種々の電圧測定手段を好適に使用することができる。   First, the measurement unit 32 of the control device 30 receives a change in the potential of the metal line 60 (in this case, an increase from “0”) and measures the change amount of the potential (that is, the voltage applied to the metal line 60). To do. As the measuring means, various known voltage measuring means can be preferably used.

次に、制御装置10の検知部34は、測定部32で測定した電圧の測定結果と、記憶部に予め格納されている各種データ(例えば、単電池1個当たりの電圧や、組電池10を構成する各単電池20の配列データ)とに基づいて、組電池10の中から発熱した単電池20を特定する。具体的には、検知部32は、電圧の測定値を、単電池1個当たりの電圧で割り算(電圧の測定値/一個当たりの電圧)し、当該演算結果から何番目の単電池が発熱したのかを特定する。この実施形態では、図1に示すように、3Vの単電池6個を直列接続して組電池を構築しているので、電圧の測定結果が例えば12Vの場合、検知部34は、左端から4番目に接続された単電池20を発熱した単電池として特定する。   Next, the detection unit 34 of the control device 10 determines the measurement result of the voltage measured by the measurement unit 32 and various data (for example, the voltage per unit cell or the assembled battery 10 stored in advance in the storage unit). The unit cell 20 that generates heat is identified from the assembled battery 10 based on the arrangement data of the individual unit cells 20 to be configured). Specifically, the detection unit 32 divides the measured voltage value by the voltage per unit cell (measured voltage value / voltage per unit cell), and what number unit cell generates heat from the calculation result. To identify. In this embodiment, as shown in FIG. 1, an assembled battery is constructed by connecting six 3V single cells in series. Therefore, when the voltage measurement result is 12V, for example, the detection unit 34 is 4 from the left end. The unit cell 20 connected to the second is identified as a unit cell that has generated heat.

その後、制御装置10の停止部36は、検知部34による発熱した単電池20の検知を受けて、組電池10に対する通電(例えば充放電)を停止する。通電の停止は、組電池10の入出力を遮断して実行してもよく、或いは、別途電流遮断機構(例えば電流遮断回路)を設け、かかる電流遮断機構を作動させて実行してもよい。   Thereafter, the stop unit 36 of the control device 10 receives the detection of the unit cell 20 that has generated heat by the detection unit 34 and stops energization (for example, charging / discharging) of the assembled battery 10. Stopping energization may be performed by interrupting the input / output of the assembled battery 10 or may be performed by providing a separate current interrupt mechanism (for example, a current interrupt circuit) and operating the current interrupt mechanism.

かかる構成の組電池制御システム100によれば、直列接続された各単電池20に跨って金属線60を配線するという簡単な構成(例えば直列接続された各単電池20に跨って当該直列接続順に金属線60を配線する構成)によって、例えば過熱などといった熱異常が発生した単電池20を正確に特定することができる。そのため、個々の単電池20にそれぞれ独立した感知器(例えば温度センサ)を設置しなくてもよく、組電池制御システム100を簡素化することができる。その結果、かかる組電池制御システム100を構築するための組電池10自体のコストを低減することができる。   According to the assembled battery control system 100 having such a configuration, a simple configuration in which the metal wire 60 is wired across the unit cells 20 connected in series (for example, in the order of the series connection over the unit cells 20 connected in series). With the configuration in which the metal wire 60 is wired, the unit cell 20 in which a thermal abnormality such as overheating has occurred can be accurately identified. Therefore, it is not necessary to install an independent sensor (for example, a temperature sensor) in each unit cell 20, and the assembled battery control system 100 can be simplified. As a result, the cost of the assembled battery 10 itself for constructing the assembled battery control system 100 can be reduced.

加えて、単電池が発熱すると、それに応じて組電池10の通電(例えば充放電)が停止されるので、電池異常時に組電池の充放電制御を迅速に停止し得る安全性に優れた電池パックを提供することができる。   In addition, when the unit cell generates heat, energization (for example, charging / discharging) of the assembled battery 10 is stopped accordingly, so that the battery pack having excellent safety can quickly stop charging / discharging control of the assembled battery when the battery is abnormal. Can be provided.

なお、上記検知部34による演算処理は、経年変化による単電池の放電特性の変化(例えば電圧の低下)を考慮して適宜補正しながら実行してもよい。或いは、各単電池の接続順に対応して累積された電圧の予想値を予め数列(3V(1個目)、6V(2個目)、9V(3個目)・・・等)として記憶部に格納しておき、かかる予想値と測定値とを照らし合わせて発熱した単電池として特定してもよい。   Note that the calculation process by the detection unit 34 may be executed while appropriately correcting in consideration of a change in discharge characteristics (for example, a decrease in voltage) of the unit cell due to aging. Alternatively, the storage unit stores the predicted values of the accumulated voltage corresponding to the order of connection of each unit cell as several sequences (3 V (first), 6 V (second), 9 V (third), etc.) in advance. And may be specified as a unit cell that generates heat by comparing the predicted value and the measured value.

また、制御装置30は、このようにして特定された発熱した単電池の位置を記憶部に記憶することができる。記憶部は、上述した制御用プログラムを格納する記憶部以外でもよく、コンピュータで読み出し可能な記録媒体(例えば、光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、フラッシュメモリなど)であればよい。かかる構成によれば、異常が生じた組電池を回収して修理する際に、作業者は、記憶部(記録媒体)に格納された位置情報を読み出して発熱した単電池を容易に把握することができ、修理作業を効率よく行うことができる。   Moreover, the control apparatus 30 can memorize | store the position of the unit cell which generate | occur | produced in this way in the memory | storage part. The storage unit may be other than the storage unit that stores the control program described above, and may be any computer-readable recording medium (for example, an optical recording medium, a magnetic recording medium, a magneto-optical recording medium, a flash memory, or the like). According to such a configuration, when collecting and repairing an assembled battery in which an abnormality has occurred, an operator can easily grasp the unit cell that has generated heat by reading the position information stored in the storage unit (recording medium). And repair work can be performed efficiently.

あるいは、制御装置30は、このようにして特定された発熱した単電池の位置を表示部に表示させることができる。表示部は、例えば組電池制御システムの外部に設置された画像表示ディスプレイである。かかる構成によれば、発熱した単電池の位置を作業者が視覚的に瞬時に確認(把握)することができる。なお、組電池10と制御装置30とは別体として構成されているため、組電池で異常が発生した場合には、金属線を取り外して当該異常が発生した組電池を交換するだけでよい。   Alternatively, the control device 30 can cause the display unit to display the position of the generated unit cell thus identified. The display unit is, for example, an image display display installed outside the assembled battery control system. According to such a configuration, the operator can visually confirm (grasp) the position of the unit cell that has generated heat instantaneously. In addition, since the assembled battery 10 and the control device 30 are configured as separate bodies, when an abnormality occurs in the assembled battery, it is only necessary to remove the metal wire and replace the assembled battery in which the abnormality has occurred.

なお、絶縁部材70は、この実施形態のように、単電池容器全体を被覆するように構成してもよく、或いは、単電池容器の一部を選択的に被覆するように構成してもよい。なお、単電池容器全体を被覆することにより、正常時には絶縁部材70を感電防止用の外装材として利用することができる。絶縁部材70の厚みは、当該絶縁部材70の溶融時に金属線60と単電池容器40とが確実に接触し得る程度の厚みであればよい。   The insulating member 70 may be configured to cover the entire unit cell container as in this embodiment, or may be configured to selectively cover a part of the unit cell container. . In addition, by covering the entire single cell container, the insulating member 70 can be used as an exterior material for preventing electric shock in a normal state. The thickness of the insulating member 70 may be a thickness that can reliably contact the metal wire 60 and the cell container 40 when the insulating member 70 is melted.

絶縁部材70の材料としては、熱によって溶融する絶縁性材料であればよく、さらに好適には、軟化点が120℃以下(特には100℃以下)である熱可塑性樹脂である。このような低温で軟化する(延いては可溶化する)樹脂材料を用いることにより、異常な過熱時の単電池容器と金属線との接触を迅速且つ確実に行うことができる。この実施形態では、単電池の異常温度を80℃〜120℃とし、かかる温度範囲に軟化点(融点)を持つエチレン酢酸ビニル共重合体や種々の炭化水素系樹脂を好適に使用している。なお、絶縁部材70の材料は、組電池の使用条件等(例えば検知対象となる単電池の異常温度など)に応じて適宜変更可能である。   The material of the insulating member 70 may be an insulating material that melts by heat, and is more preferably a thermoplastic resin having a softening point of 120 ° C. or lower (particularly 100 ° C. or lower). By using such a resin material that softens (and eventually becomes solubilized) at a low temperature, contact between the unit cell container and the metal wire during abnormal overheating can be performed quickly and reliably. In this embodiment, the abnormal temperature of the unit cell is set to 80 ° C. to 120 ° C., and an ethylene vinyl acetate copolymer and various hydrocarbon resins having a softening point (melting point) in such a temperature range are preferably used. In addition, the material of the insulating member 70 can be appropriately changed according to the use conditions of the assembled battery (for example, the abnormal temperature of the unit cell to be detected).

絶縁部材70は、熱によって溶融する材料に限らず、熱によって収縮する材料で構成してもよい。この場合、熱によって絶縁部材70が熱収縮することにより、当該絶縁部材70で被覆された単電池容器40の一部を露出させ、当該露出させた単電池容器40の一部と金属線60とを接触させることができる。   The insulating member 70 is not limited to a material that melts by heat, but may be made of a material that contracts by heat. In this case, when the insulating member 70 is thermally contracted by heat, a part of the unit cell container 40 covered with the insulating member 70 is exposed, and the part of the exposed unit cell container 40 and the metal wire 60 are exposed. Can be contacted.

金属線60は、単電池で生じた異常熱を感知し易い箇所に取り付けられていることが好ましい。例えば、金属線60を単電池容器の長手方向の中央付近に好適に取り付けることができる。さらに、金属線60は、単電池容器40と接触する方向に付勢された状態で取り付けられていることが好ましい。かかる付勢力は、図1に示したように、適当なテンションを加えながら金属線60を単電池容器40の外面に這わせること(ピンと引き伸ばした状態で張りわたすこと)により、容易に得ることができる。   It is preferable that the metal wire 60 is attached to a location where abnormal heat generated in the unit cell is easily sensed. For example, the metal wire 60 can be suitably attached near the center of the unit cell container in the longitudinal direction. Furthermore, it is preferable that the metal wire 60 is attached in a state in which it is urged in a direction in contact with the unit cell container 40. As shown in FIG. 1, such an urging force can be easily obtained by applying the appropriate tension to the metal wire 60 over the outer surface of the unit cell container 40 (stretching it in a stretched state with a pin). it can.

上記構成によれば、金属線60を単電池容器40と接触する方向に付勢することにより、熱異常の際に金属線60と単電池容器40とを迅速且つ確実に接触させることができる。また、適当なテンションを加えることによって金属線60を単電池容器40に密着させることができ、金属線60を単電池容器40にしっかりと固定することができる。そのため、金属線を固定するための固定部材が不要となる。   According to the said structure, by energizing the metal wire 60 in the direction which contacts the cell container 40, the metal wire 60 and the cell battery container 40 can be contacted quickly and reliably at the time of a thermal abnormality. Further, the metal wire 60 can be brought into close contact with the unit cell container 40 by applying an appropriate tension, and the metal wire 60 can be firmly fixed to the unit cell container 40. Therefore, a fixing member for fixing the metal wire is not necessary.

なお、金属線60は、這設時のテンションや電圧の負荷によって容易に切断されない程度の厚み(断面形状が円形の場合は直径)であればよい。また、金属線の断面形状は円形に限らず他の形状(例えば矩形)であってもよい。   The metal wire 60 may have a thickness (diameter when the cross-sectional shape is circular) that is not easily cut by a tension or a voltage load at the time of installation. Further, the cross-sectional shape of the metal wire is not limited to a circle, but may be another shape (for example, a rectangle).

金属線の材料としては、良好な導電性を有し且つ適当な弾性を持つ金属材料であることが好ましい。例えば、鋼線(例えばピアノ線)を好適に使用することができる。当該鋼の弾性を利用することにより、適当なテンションを維持した状態で単電池容器40の外面に這わせることができ、金属線60と単電池容器40との密着性が向上する。   The metal wire material is preferably a metal material having good conductivity and suitable elasticity. For example, a steel wire (for example, a piano wire) can be suitably used. By utilizing the elasticity of the steel, it can be put on the outer surface of the unit cell container 40 while maintaining an appropriate tension, and the adhesion between the metal wire 60 and the unit cell container 40 is improved.

この実施形態では、単電池容器40が正極端子である場合を示したが、これに限らず、単電池容器40が負極端子であってもよい。或いは、単電池容器が電極端子でない場合でも、単電池容器と当該容器内に収容された電解液とが直接接触している(例えば容器内壁と電解液とが絶縁フィルムを介さずに接触している)のであれば、当該容器と接触した金属線の電位は変化する。したがって、金属線を介して発熱した単電池を検知可能である。   In this embodiment, although the case where the unit cell container 40 was a positive electrode terminal was shown, not only this but the unit cell container 40 may be a negative electrode terminal. Alternatively, even when the unit cell container is not an electrode terminal, the unit cell container and the electrolytic solution accommodated in the container are in direct contact (for example, the inner wall of the container and the electrolytic solution are not in contact with each other through an insulating film). The potential of the metal wire in contact with the container changes. Therefore, it is possible to detect the unit cell that has generated heat through the metal wire.

次に、図4及び図5を参照しながら、本実施形態に係る組電池制御システムの改変例1および改変例2について説明する。   Next, Modification Example 1 and Modification Example 2 of the assembled battery control system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4に示した改変例1の組電池制御システム200では、絶縁部材70が、単電池容器40の一部を被覆している点において、本実施形態に係る組電池制御システム100とは異なる。即ち、組電池制御システム200では、感電防止等のため単電池容器全体の外面を熱に融け難い素材72(例えばポリプロピレン、ポリエチレン、その他のポリオレフィン系樹脂など)で覆い、その一部を切り欠いて単電池容器40の一部を露出させている。そして、かかる露出部分44に絶縁部材70を介して金属線60を配線している。   The assembled battery control system 200 of Modification 1 shown in FIG. 4 differs from the assembled battery control system 100 according to the present embodiment in that the insulating member 70 covers a part of the unit cell container 40. That is, in the battery pack control system 200, the outer surface of the entire cell container is covered with a material 72 (for example, polypropylene, polyethylene, other polyolefin resin, etc.) that is difficult to melt to prevent electric shock, and a part thereof is cut away. A part of the cell container 40 is exposed. A metal wire 60 is wired to the exposed portion 44 via an insulating member 70.

また、図5に示した改変例2の組電池制御システム300では、金属線60が絶縁部材70で被覆されている点において、本実施形態に係る組電池制御システム100とは異なる。絶縁部材70で覆われた金属線60を用いた場合でも、熱異常時に溶融して金属線60と単電池容器40とが接触するのであれば、本実施形態に係る組電池制御システム100とほぼ同じ作用・効果を得ることができる。加えて、金属線60が外部に露出しないので当該金属線の保護を図れるというメリットもある。この例の変更例として、金属線60に加えて単電池容器40の表面についても同じ材質(例えば100℃以下に軟化点のある炭化水素系樹脂)の絶縁部材70で被覆してもよい。   5 is different from the assembled battery control system 100 according to the present embodiment in that the metal wire 60 is covered with the insulating member 70. Even when the metal wire 60 covered with the insulating member 70 is used, as long as the metal wire 60 and the unit cell container 40 come into contact with each other when the metal wire 60 is melted at the time of abnormal heat, the assembled battery control system 100 according to this embodiment is almost the same. The same action / effect can be obtained. In addition, since the metal wire 60 is not exposed to the outside, there is an advantage that the metal wire can be protected. As a modification of this example, the surface of the unit cell container 40 in addition to the metal wire 60 may be covered with an insulating member 70 made of the same material (for example, a hydrocarbon resin having a softening point at 100 ° C. or lower).

なお、本発明に係る組電池制御システムは、特に、多数の単電池を直列接続した組電池10を備えた高出力な組電池制御システム400において好適に採用し得る。即ち、図6に示すように、50個以上の単電池20を備えた組電池制御システム400であっても、1つの金属線60を配線するだけで組電池10全体の熱異常を検知することができ、個々の単電池20にそれぞれ独立した感知器(例えば50個以上の温度センサ)を設置した場合と比較して、組電池制御システム400を大幅に簡素化することができる。しかも、熱異常が生じた単電池を具体的に特定できるため、50個以上もの単電池を個別詳細に解析する必要もない。   Note that the assembled battery control system according to the present invention can be suitably employed particularly in the high-output assembled battery control system 400 including the assembled battery 10 in which a large number of single cells are connected in series. That is, as shown in FIG. 6, even in the assembled battery control system 400 including 50 or more unit cells 20, it is possible to detect a thermal abnormality of the entire assembled battery 10 by simply wiring one metal wire 60. The assembled battery control system 400 can be greatly simplified as compared with the case where independent sensors (for example, 50 or more temperature sensors) are installed in each unit cell 20. In addition, since the unit cell in which the thermal abnormality has occurred can be specifically identified, it is not necessary to analyze more than 50 unit cells in detail.

以下、本実施形態に係る単電池20の構成および材料などについて詳述する。単電池20の構成は、典型的な組電池を構成する単電池と同じものであればよく、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ等が本発明の実施に好適な電池の構成として挙げられる。特に本発明の実施に好適な電池の構成はリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池は高エネルギー密度で高出力を実現できる電池であるため、高性能な電源、特に車両搭載用電源を構築することができる。   Hereinafter, the configuration and materials of the unit cell 20 according to the present embodiment will be described in detail. The configuration of the unit cell 20 may be the same as that of a unit cell constituting a typical assembled battery, and a nickel-metal hydride battery, an electric double layer capacitor, and the like can be cited as a battery configuration suitable for the implementation of the present invention. A battery configuration particularly suitable for the implementation of the present invention is a lithium ion secondary battery. Since a lithium ion secondary battery is a battery that can achieve high output at high energy density, a high-performance power source, particularly a vehicle-mounted power source, can be constructed.

また、上述したように単電池20は正極および負極を備える電極体と、該電極体および電解質を収容する単電池容器40とを備える。容器40内に収容される電極体の構成について説明する。   Further, as described above, the unit cell 20 includes an electrode body including a positive electrode and a negative electrode, and a unit cell container 40 that accommodates the electrode body and the electrolyte. The structure of the electrode body accommodated in the container 40 will be described.

本実施形態に係る電極体は、通常のリチウムイオン電池の電極体と同様、シート状正極(以下「正極シート」という。)とシート状負極(以下「負極シート」という。)を計2枚のシート状セパレータ(以下「セパレータシート」という。)と共に積層し、さらに当該正極シートと負極シートとをややずらしつつ捲回した捲回電極体である。   The electrode body according to the present embodiment has a sheet-like positive electrode (hereinafter referred to as “positive electrode sheet”) and a sheet-like negative electrode (hereinafter referred to as “negative electrode sheet”) in total, like the electrode body of a normal lithium ion battery. It is a wound electrode body that is laminated together with a sheet-like separator (hereinafter referred to as “separator sheet”) and is wound while the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are slightly shifted.

かかる捲回電極体の捲回方向に対する横方向において、上記のとおりにややずらしつつ捲回された結果として、正極シートおよび負極シートの端の一部がそれぞれ捲回コア部分(即ち正極シートの正極活物質層形成部分と負極シートの負極活物質層形成部分とセパレータシートとが密に捲回された部分)から外方にはみ出ている。かかる正極側はみ出し部分(即ち正極活物質層の非形成部分)には、正極側集電板が付設されており、正極側端子50および単電池容器40に電気的に接続される。なお、負極側はみ出し部分(即ち負極活物質層の非形成部分)は、負極側集電板を介して負極側端子52に電気的に接続される。   As a result of the winding electrode body being wound while being slightly shifted as described above in the transverse direction with respect to the winding direction, each of the ends of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet has a wound core portion (that is, the positive electrode of the positive electrode sheet). The active material layer forming portion, the negative electrode active material layer forming portion of the negative electrode sheet, and the separator sheet are closely wound around). A positive electrode current collector plate is attached to the protruding portion of the positive electrode side (that is, a portion where the positive electrode active material layer is not formed), and is electrically connected to the positive electrode side terminal 50 and the cell container 40. Note that the negative electrode side protruding portion (that is, the portion where the negative electrode active material layer is not formed) is electrically connected to the negative electrode side terminal 52 through the negative electrode side current collector plate.

なお、かかる捲回電極体を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン電池の電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば、正極シートは長尺状の正極集電体の上にリチウムイオン電池用正極活物質層が付与されて形成され得る。正極集電体にはアルミニウム箔(本実施形態)その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。正極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、LiMn、LiCoO、LiNiO等が挙げられる。 In addition, the material and member itself which comprise this winding electrode body may be the same as that of the electrode body of the conventional lithium ion battery, and there is no restriction | limiting in particular. For example, the positive electrode sheet can be formed by applying a positive electrode active material layer for a lithium ion battery on a long positive electrode current collector. For the positive electrode current collector, an aluminum foil (this embodiment) or other metal foil suitable for the positive electrode is preferably used. As the positive electrode active material, one or more of materials conventionally used in lithium ion batteries can be used without any particular limitation. Preferable examples include LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiNiO 2 and the like.

一方、負極シートは長尺状の負極集電体の上にリチウムイオン電池用負極活物質層が付与されて形成され得る。負極集電体には銅箔(本実施形態)その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。負極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム含有遷移金属酸化物や遷移金属窒化物等が挙げられる。   On the other hand, the negative electrode sheet can be formed by applying a negative electrode active material layer for a lithium ion battery on a long negative electrode current collector. For the negative electrode current collector, a copper foil (this embodiment) or other metal foil suitable for the negative electrode is preferably used. As the negative electrode active material, one or more of materials conventionally used in lithium ion batteries can be used without any particular limitation. Preferable examples include carbon-based materials such as graphite carbon and amorphous carbon, lithium-containing transition metal oxides and transition metal nitrides.

また、正負極シート間に使用される好適なセパレータシートとしては多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。なお、電解質として固体電解質若しくはゲル状電解質を使用する場合には、セパレータが不要な場合(即ちこの場合には電解質自体がセパレータとして機能し得る。)があり得る。   Moreover, what was comprised with porous polyolefin resin as a suitable separator sheet used between positive and negative electrode sheets is mentioned. When a solid electrolyte or a gel electrolyte is used as the electrolyte, there may be a case where a separator is unnecessary (that is, in this case, the electrolyte itself can function as a separator).

容器40内に捲回電極体と共に収容される電解質として、例えばLiPF等のリチウム塩を挙げることができる。適当量(例えば濃度1M)のLiPF等のリチウム塩をジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒(例えば質量比1:1)のような非水電解液に溶解して電解液として使用することができる。 Examples of the electrolyte accommodated together with the wound electrode body in the container 40 include lithium salts such as LiPF 6 . An appropriate amount (for example, concentration 1M) of lithium salt such as LiPF 6 is dissolved in a nonaqueous electrolytic solution such as a mixed solvent of diethyl carbonate and ethylene carbonate (for example, a mass ratio of 1: 1) and used as an electrolytic solution. it can.

捲回電極体を上記電解液とともに容器40に収容し、ガスケットを介して封止することにより本実施形態の単電池20は構築される。そして、単電池20を所定の方向に配列し、当該単電池20を直列接続して組電池10を構築する。その後、かかる組電池10を構成する各単電池容器の外面に這うように金属線60を取り付け、当該金属線60を制御装置30の所定箇所に接続することにより、組電池制御システム100が構築される。     The unit cell 20 of the present embodiment is constructed by housing the wound electrode body in the container 40 together with the electrolytic solution and sealing it with a gasket. Then, the unit cells 20 are arranged in a predetermined direction, and the unit cells 20 are connected in series to construct the assembled battery 10. Thereafter, the assembled battery control system 100 is constructed by attaching the metal wire 60 so as to extend over the outer surface of each unit cell container constituting the assembled battery 10 and connecting the metal wire 60 to a predetermined portion of the control device 30. The

なお、本発明の組電池制御システムは、特に自動車等の車両に搭載されるモーター(電動機)用電源としての組電池の制御に好適である。従って、図7に示すように、本発明によって上記のように説明した構成の組電池制御システム100を備える車両1(典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車)を提供することができる。   The assembled battery control system of the present invention is particularly suitable for controlling an assembled battery as a power source for a motor (electric motor) mounted on a vehicle such as an automobile. Therefore, as shown in FIG. 7, a vehicle 1 (typically an electric motor such as an automobile, particularly a hybrid automobile, an electric automobile, or a fuel cell automobile) provided with the assembled battery control system 100 having the configuration described above according to the present invention. A vehicle equipped with a vehicle.

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and of course various modifications are possible.

組電池制御システム100の構成を模式的に示す外観斜視図である。1 is an external perspective view schematically showing a configuration of an assembled battery control system 100. FIG. 金属線60と単電池容器40と絶縁部材70との位置関係を示す模式である図である。It is a figure which shows the positional relationship of the metal wire 60, the cell battery container 40, and the insulating member 70. 金属線60と単電池容器40と溶融した絶縁部材70との位置関係を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the positional relationship of the metal wire 60, the single battery container 40, and the fuse | melted insulating member 70. FIG. 改変例1に係る組電池制御システム200の構成を模式的に示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows typically the structure of the assembled battery control system 200 which concerns on the modification 1. 改変例2に係る組電池制御システム300の構成を模式的に示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows typically the structure of the assembled battery control system 300 which concerns on the modification 2. 組電池制御システム400の構成を模式的に示す外観斜視図である。1 is an external perspective view schematically showing a configuration of an assembled battery control system 400. FIG. 組電池制御システム100を備えた車両1(自動車)を模式的に示す側面図である。1 is a side view schematically showing a vehicle 1 (automobile) provided with an assembled battery control system 100. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両
10 組電池
20 単電池
30 制御装置
32 演算部
34 記憶部
40 単電池容器
44 容器の露出部分
50 正極側端子
52 負極側端子
54 導電性接続具
60 金属線
70 絶縁部材
100、200、300、400 組電池制御システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 10 assembled battery 20 single cell 30 control apparatus 32 calculating part 34 memory | storage part 40 single cell container 44 exposed part 50 of a container positive electrode side terminal 52 negative electrode side terminal 54 conductive connector 60 metal wire 70 insulating members 100, 200, 300 400 battery pack control system

Claims (13)

金属製の容器を備えた複数の単電池が直列接続されてなる組電池と、当該組電池と電気的に接続される制御装置とを備える組電池制御システムであって、
前記直列接続された各単電池に跨って配線され、当該単電池容器の各々に取り付けられた金属線と、
前記単電池容器の各々と前記金属線との間に介在し、当該単電池容器と金属線とを絶縁している絶縁部材とを備え、
前記金属線は電気的に前記制御装置と接続しており、
ここで、前記単電池の何れかにおいて熱異常が発生すると、当該熱による前記絶縁部材の溶融又は収縮に伴って前記金属線と前記熱異常の単電池容器とが接触するように構成されており、
前記制御装置は、前記接触によって前記金属線に加わった電圧を測定し、当該電圧の測定値に基づいて前記熱異常が発生した単電池を検知するように構成されている、組電池制御システム。
An assembled battery control system comprising an assembled battery in which a plurality of single cells including a metal container are connected in series, and a control device electrically connected to the assembled battery,
Wired across each of the unit cells connected in series, a metal wire attached to each of the unit cell container,
An insulating member interposed between each of the unit cell containers and the metal wire, and insulating the unit cell container and the metal wire;
The metal wire is electrically connected to the control device;
Here, when a thermal abnormality occurs in any of the unit cells, the metal wire and the unit cell container with the thermal abnormality come into contact with the insulation member being melted or contracted by the heat. ,
The assembled battery control system, wherein the control device is configured to measure a voltage applied to the metal wire by the contact and detect a unit cell in which the thermal abnormality has occurred based on a measured value of the voltage.
前記金属線は、前記単電池が直列接続された順序で単電池容器の各々に取り付けられている、請求項1に記載の組電池制御システム。   The assembled battery control system according to claim 1, wherein the metal wire is attached to each of the unit cell containers in an order in which the unit cells are connected in series. 前記制御装置は、前記熱異常の単電池を検知すると、前記組電池の通電を停止する制御を行うように構成されている、請求項1または2に記載の組電池制御システム。   3. The assembled battery control system according to claim 1, wherein the control device is configured to perform control to stop energization of the assembled battery when detecting the unit battery having the thermal abnormality. 4. 前記絶縁部材は、軟化点が120℃以下である熱可塑性樹脂で構成され、前記単電池容器を被覆する、請求項1〜3の何れか一つに記載の組電池制御システム。   The assembled battery control system according to any one of claims 1 to 3, wherein the insulating member is made of a thermoplastic resin having a softening point of 120 ° C or lower and covers the unit cell container. 前記絶縁部材は、軟化点が120℃以下である熱可塑性樹脂で構成され、前記金属線を被覆する、請求項1〜4の何れか一つに記載の組電池制御システム。   The assembled battery control system according to claim 1, wherein the insulating member is made of a thermoplastic resin having a softening point of 120 ° C. or less and covers the metal wire. 前記金属線は、前記単電池容器と接触する方向に付勢された状態で取り付けられている、請求項1〜5の何れか一つに記載の組電池制御システム。   The assembled battery control system according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal wire is attached in a state of being urged in a direction in contact with the unit cell container. 前記金属線は、前記単電池容器の外面に這うように取り付けられている、請求項1〜6の何れか一つに記載の組電池制御システム。   The assembled battery control system according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal wire is attached so as to run over an outer surface of the unit cell container. 前記制御装置は、熱異常の単電池の位置情報を格納する記憶部を備える、請求項1〜7の何れか一つに記載の組電池制御システム。   The assembled battery control system according to any one of claims 1 to 7, wherein the control device includes a storage unit that stores position information of a unit cell that is abnormal in heat. 請求項1に記載の組電池制御システムを構築するための組電池であって、
当該組電池は金属製の容器を備えた複数の単電池が直列接続されて構成されており、
前記直列接続された各単電池に跨って配線され、当該単電池容器の各々に取り付けられた金属線と、
前記単電池容器の各々と前記金属線との間に介在し、当該単電池容器と金属線とを絶縁している絶縁部材とを備え、
ここで、前記単電池の何れかにおいて熱異常が発生すると、当該熱による前記絶縁部材の溶融又は収縮に伴って前記金属線と前記熱異常の単電池容器とが接触するように構成されている、組電池。
An assembled battery for constructing the assembled battery control system according to claim 1,
The assembled battery is configured by connecting a plurality of single cells including a metal container in series,
Wired across each of the unit cells connected in series, a metal wire attached to each of the unit cell container,
An insulating member interposed between each of the unit cell containers and the metal wire, and insulating the unit cell container and the metal wire;
Here, when a thermal abnormality occurs in any of the unit cells, the metal wire and the unit cell container with the thermal abnormality come into contact with melting or shrinking of the insulating member due to the heat. , Battery pack.
前記絶縁部材は、軟化点が120℃以下である熱可塑性樹脂で構成され、前記単電池容器を被覆する、請求項9に記載の組電池。   The assembled battery according to claim 9, wherein the insulating member is made of a thermoplastic resin having a softening point of 120 ° C. or less and covers the unit cell container. 前記絶縁部材は、軟化点が120℃以下である熱可塑性樹脂で構成され、前記金属線を被覆する、請求項9または10に記載の組電池。   The assembled battery according to claim 9 or 10, wherein the insulating member is made of a thermoplastic resin having a softening point of 120 ° C or lower and covers the metal wire. 前記金属線は、前記単電池容器と接触する方向に付勢された状態で取り付けられている、請求項9〜11の何れか一つに記載の組電池。   The assembled battery according to any one of claims 9 to 11, wherein the metal wire is attached in a state of being biased in a direction in contact with the unit cell container. 請求項1〜8の何れか一つに記載の組電池制御システムを備える車両。   A vehicle comprising the assembled battery control system according to any one of claims 1 to 8.
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