JP5786808B2 - Power storage device provided with current interrupt device and power storage device module provided with a plurality thereof - Google Patents
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Description
本発明は、電流遮断装置を備えた蓄電装置、及び、この蓄電装置を複数備えた蓄電装置モジュールに関する。 The present invention relates to a power storage device including a current interrupt device and a power storage device module including a plurality of the power storage devices.
高出力を得るために、複数の蓄電装置を直列に接続した蓄電ユニットを用いる場合、蓄電ユニットのそれぞれの蓄電装置の正極電極端子及び負極電極端子は、電圧等を監視するために、電圧監視ユニットに接続されることがある。蓄電装置が、過充電時等に通電経路を遮断する電流遮断装置を備えている場合、電流遮断装置が作動すると、電流遮断装置が設置されている側において電極と電極端子との接続が遮断され、直列に接続した蓄電ユニットの電流が遮断される。これによって、蓄電ユニットの出力電圧と同程度の高電圧が電圧監視ユニットに印加され、電圧監視ユニットが破壊されることがある。 In order to obtain a high output, when using a power storage unit in which a plurality of power storage devices are connected in series, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of each power storage device of the power storage unit are used to monitor the voltage and the like. May be connected. When the power storage device is equipped with a current interrupt device that interrupts the energization path during overcharge, etc., when the current interrupt device is activated, the connection between the electrode and the electrode terminal is interrupted on the side where the current interrupt device is installed. The current of the power storage units connected in series is cut off. As a result, a high voltage similar to the output voltage of the power storage unit is applied to the voltage monitoring unit, and the voltage monitoring unit may be destroyed.
特許文献1には、直列に接続された複数の蓄電池を含む組電池と、隣接する蓄電池の間に直列に接続される電流遮断スイッチと、各蓄電池の電極端子に半導体スイッチを介して接続される監視回路と、を含む回路が記載されている。電流遮断スイッチによって組電池の直列回路が遮断されると、電流遮断スイッチを挟んだ両側の配線間に高電圧が印加されるが、これによって、電流遮断スイッチよりも高電位側または低電位側の複数の半導体スイッチがOFFとなるため、監視回路に高電圧が印加されることが防止される。 In Patent Document 1, an assembled battery including a plurality of storage batteries connected in series, a current cutoff switch connected in series between adjacent storage batteries, and an electrode terminal of each storage battery are connected via a semiconductor switch. A circuit including a monitoring circuit is described. When the series circuit of the battery pack is cut off by the current cut-off switch, a high voltage is applied between the wirings on both sides of the current cut-off switch. Since the plurality of semiconductor switches are turned off, it is possible to prevent a high voltage from being applied to the monitoring circuit.
特許文献1では、組電池に含まれる蓄電池とほぼ同数の半導体スイッチを含むため、電圧監視ユニット側の回路が複雑化する。本願は、電圧監視ユニットの回路を複雑化することなく、直列に接続して蓄電ユニットとし、さらに電圧監視ユニットと接続して用いても、電流遮断装置の作動時に電圧監視ユニットに高電圧が印加されることを防止可能な蓄電装置、及び、この蓄電装置を複数備えた蓄電装置モジュールを提供する。 Since Patent Document 1 includes almost the same number of semiconductor switches as the storage batteries included in the assembled battery, the circuit on the voltage monitoring unit side is complicated. In this application, without complicating the circuit of the voltage monitoring unit, a high voltage is applied to the voltage monitoring unit during operation of the current interrupting device even if it is connected in series to form a power storage unit and further connected to the voltage monitoring unit. Provided are a power storage device capable of preventing the power storage device and a power storage device module including a plurality of the power storage devices.
本明細書が開示する蓄電装置は、ケースと、ケース内に収容され、第1極性の第1電極及び第2極性の第2電極を備える電極組立体と、電極組立体の第1電極との間で電気を授受する第1電極端子と、電極組立体の第2電極との間で電気を授受する第2電極端子と、ケース内に収容され、第1電極と接続された第1導電部材と、ケース内に収容され、第1電極端子と接続された第2導電部材と、ケース内に収容され、第2電極及び第2電極端子に接続された第3導電部材と、ケース内に収容され、第1導電部材、及び第2導電部材と直列に接続され、電極組立体から電極端子までの通電経路を接続または遮断する電流遮断装置と、ケースと絶縁された第1電圧端子及び第2電圧端子とを備えている。蓄電装置は、第1電極と第1導電部材との接続部である第1接続部と、第1導電部材と電流遮断装置との接続部である第2接続部と、第2電極と第3導電部材との接続部である第3接続部と、第2電極端子と第3導電部材との接続部である第4接続部とを有している。第1電圧端子は、電圧監視ユニットに接続可能であり、かつ、第1接続部、第2接続部、または第1接続部と第2接続部との間のいずれかに接続される。第2電圧端子は、電圧監視ユニットに接続可能であり、かつ、第3接続部、第4接続部、第3接続部と第4接続部との間、または第2電極端子のいずれかに接続される。 A power storage device disclosed in this specification includes a case, an electrode assembly that is housed in the case and includes a first electrode having a first polarity and a second electrode having a second polarity, and a first electrode of the electrode assembly. A first electrode terminal for transferring electricity between the second electrode terminal for transferring electricity between the second electrode of the electrode assembly, and a first conductive member housed in the case and connected to the first electrode A second conductive member accommodated in the case and connected to the first electrode terminal; a third conductive member accommodated in the case and connected to the second electrode and the second electrode terminal; and accommodated in the case A current interrupting device that is connected in series with the first conductive member and the second conductive member to connect or cut off the energization path from the electrode assembly to the electrode terminal, and the first voltage terminal and the second insulated from the case And a voltage terminal. The power storage device includes a first connection portion that is a connection portion between the first electrode and the first conductive member, a second connection portion that is a connection portion between the first conductive member and the current interrupt device, a second electrode, and a third electrode. It has the 3rd connection part which is a connection part with a conductive member, and the 4th connection part which is a connection part of the 2nd electrode terminal and the 3rd conductive member. The first voltage terminal can be connected to the voltage monitoring unit and is connected to the first connection part, the second connection part, or between the first connection part and the second connection part. The second voltage terminal can be connected to the voltage monitoring unit, and is connected to the third connection part, the fourth connection part, between the third connection part and the fourth connection part, or to the second electrode terminal. Is done.
上記の蓄電装置では、電流遮断装置が設置されている第1電極(正極または負極)側においては、電圧監視ユニットに接続される第1電圧端子は、電流遮断装置よりも第1電極により近い、第1接続部、第2接続部、または第1接続部と第2接続部との間のいずれかに接続される。この蓄電装置を直列に接続して蓄電ユニットとして用いた場合、電流遮断装置が作動して蓄電装置の電流が遮断されても、第1電圧端子と第1電極との電気的接続は維持され、電圧監視ユニットに高電圧が印加されることがない。上記の蓄電装置によれば、電圧監視ユニットの回路を複雑化する必要がなく、電圧監視ユニットの第1電極の電圧を測定する側の入力を第1電圧端子に接続するだけで、電流遮断装置の作動時に電圧監視ユニットに高電圧が印加されることを防止できる。 In the above power storage device, on the first electrode (positive electrode or negative electrode) side where the current interrupt device is installed, the first voltage terminal connected to the voltage monitoring unit is closer to the first electrode than the current interrupt device, The first connection unit, the second connection unit, or between the first connection unit and the second connection unit is connected. When this power storage device is connected in series and used as a power storage unit, the electrical connection between the first voltage terminal and the first electrode is maintained even when the current interrupt device is activated and the current of the power storage device is interrupted. A high voltage is not applied to the voltage monitoring unit. According to the power storage device described above, it is not necessary to complicate the circuit of the voltage monitoring unit, and only by connecting the input on the side of measuring the voltage of the first electrode of the voltage monitoring unit to the first voltage terminal, the current interrupting device It is possible to prevent a high voltage from being applied to the voltage monitoring unit during the operation of.
上記の蓄電装置では、第1電圧端子と第1導電部材の少なくともいずれか一方に、第1導電部材からケース側に伸びる突出部が設けられ、第1電圧端子は、突出部を介して第1導電部材と接続されてもよい。 In the above power storage device, at least one of the first voltage terminal and the first conductive member is provided with a protrusion extending from the first conductive member toward the case, and the first voltage terminal is connected to the first voltage via the protrusion. The conductive member may be connected.
上記の蓄電装置では、第2電圧端子は、ケースの外側で第2電極端子と接続されるものであって、前記ケースの外側に有していてもよい。また、第2電圧端子は、第3導電部材と接続されるものであってもよい。 In the above power storage device, the second voltage terminal is connected to the second electrode terminal outside the case, and may be provided outside the case. The second voltage terminal may be connected to the third conductive member.
上記の蓄電装置は、二次電池であってもよい。 The power storage device may be a secondary battery.
本明細書は、また、上記の蓄電装置を複数有する蓄電ユニットと、電圧監視ユニットとを含む蓄電装置モジュールを提供する。この蓄電装置モジュールでは、複数の蓄電装置のそれぞれの第1電極端子及び第2電極端子は、複数の蓄電装置が互いに直列に接続されている。複数の蓄電装置のそれぞれの第1電圧端子及び第2電圧端子は、電圧監視ユニットに接続されている。 The present specification also provides a power storage device module including a power storage unit including a plurality of the power storage devices described above and a voltage monitoring unit. In this power storage device module, a plurality of power storage devices are connected in series to each of the first electrode terminal and the second electrode terminal of each of the plurality of power storage devices. The first voltage terminal and the second voltage terminal of each of the plurality of power storage devices are connected to the voltage monitoring unit.
本発明によれば、直列に接続して蓄電ユニットとし、さらに電圧監視ユニットと接続して用いても、電流遮断装置の作動時に電圧監視ユニットに高電圧が印加されることを防止可能な蓄電装置、及び、この蓄電装置を複数備えた蓄電装置モジュールを提供する。 According to the present invention, a power storage device capable of preventing a high voltage from being applied to the voltage monitoring unit during operation of the current interrupting device even when connected in series to form a power storage unit and further connected to a voltage monitoring unit. And the electrical storage apparatus module provided with two or more of this electrical storage apparatus is provided.
本明細書が開示する蓄電装置は、例えば、密閉型の二次電池、密閉型のキャパシタ等の従来公知の蓄電装置として利用することができる。さらに、二次電池の具体例を挙げると、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等の比較的高容量で大電流の充放電が行われる二次電池を例示できる。また、この蓄電装置は、車両や電気機器等に搭載されていてもよい。本明細書に係る蓄電装置は、複数を直列に接続して、車両等の負荷に接続する用途に好適に用いることができる。 The power storage device disclosed in this specification can be used as a conventionally known power storage device such as a sealed secondary battery or a sealed capacitor. Furthermore, specific examples of the secondary battery include secondary batteries such as lithium ion batteries, nickel metal hydride batteries, nickel cadmium batteries, and lead storage batteries that are charged and discharged with a relatively high capacity and a large current. The power storage device may be mounted on a vehicle, an electric device, or the like. The power storage device according to the present specification can be suitably used for applications in which a plurality of power storage devices are connected in series and connected to a load such as a vehicle.
本明細書が開示する蓄電装置は、ケースと、電極組立体と、電極組立体との間で電気を授受する第1電極端子及び第2電極端子と、第1導電部材と、第2導電部材と、第3導電部材と、電流遮断装置と、第1電圧端子と、第2電圧端子とを備えている。電極組立体と、第1導電部材と、第2導電部材と、第3導電部材と、電流遮断装置とは、ケース内に収容されている。 A power storage device disclosed in the present specification includes a case, an electrode assembly, a first electrode terminal and a second electrode terminal that transfer electricity between the electrode assembly, a first conductive member, and a second conductive member. And a third conductive member, a current interrupting device, a first voltage terminal, and a second voltage terminal. The electrode assembly, the first conductive member, the second conductive member, the third conductive member, and the current interrupt device are accommodated in the case.
ここで、第1極性は、正極と負極のいずれか一方であり、第2極性は、その他方である。第1極性側の通電経路には、電流遮断装置が設置されている。また、第1電極端子は、電極組立体の第1電極との間で電気を授受し、第2電極端子は、第2電極との間で電気を授受する。正極通電経路に電流遮断装置が設置されている場合には、第1極性は正極であり、第2極性は負極であり、第1電極端子は正極電極端子であり、第2電極端子は負極電極端子である。逆に、負極通電経路に電流遮断装置が設置されている場合には、第1極性は負極であり、第2極性は正極であり、第1電極端子は負極電極端子であり、第2電極端子は正極電極端子である。 Here, the first polarity is either the positive electrode or the negative electrode, and the second polarity is the other. A current interrupt device is installed in the energization path on the first polarity side. The first electrode terminal transfers electricity to and from the first electrode of the electrode assembly, and the second electrode terminal transfers electricity to and from the second electrode. When the current interruption device is installed in the positive electrode energization path, the first polarity is the positive electrode, the second polarity is the negative electrode, the first electrode terminal is the positive electrode terminal, and the second electrode terminal is the negative electrode. Terminal. Conversely, when a current interrupt device is installed in the negative electrode energization path, the first polarity is a negative electrode, the second polarity is a positive electrode, the first electrode terminal is a negative electrode terminal, and the second electrode terminal Is a positive electrode terminal.
電極組立体としては、例えば、シート状の正極と、シート状の負極が、シート状のセパレータを間に挟んだ状態で層状をなす電極対を備えた電極組立体を挙げることができ、より具体的には、この電極対が多数積層された積層型の電極組立体や、この電極対が所定の軸周りに捲回された捲回型の電極組立体を例示できる。電極組立体は、電解質によって浸されていてもよい。 Examples of the electrode assembly include an electrode assembly including a sheet-like positive electrode and a sheet-like negative electrode having a pair of electrodes in a state where a sheet-like separator is sandwiched between them. Specifically, a laminated electrode assembly in which a large number of electrode pairs are laminated and a wound electrode assembly in which the electrode pairs are wound around a predetermined axis can be exemplified. The electrode assembly may be immersed in the electrolyte.
第1導電部材は、第1電極及び電流遮断装置に接続されている。第2導電部材は、第1電極端子及び電流遮断装置に接続されている。電流遮断装置は、第1導電部材、及び第2導電部材と直列に接続されている。第1電極と第1導電部材とは、第1接続部で互いに接続されており、第1導電部材と電流遮断装置とは、第2接続部で互いに接続されている。 The first conductive member is connected to the first electrode and the current interrupt device. The second conductive member is connected to the first electrode terminal and the current interrupt device. The current interruption device is connected in series with the first conductive member and the second conductive member. The first electrode and the first conductive member are connected to each other at the first connection portion, and the first conductive member and the current interrupting device are connected to each other at the second connection portion.
第3導電部材は、第2電極及び第2電極端子に接続されている。第2電極と第3導電部材とは、第3接続部で互いに接続されており、第2電極端子と第3導電部材とは、第4接続部で互いに接続されている。 The third conductive member is connected to the second electrode and the second electrode terminal. The second electrode and the third conductive member are connected to each other at the third connection portion, and the second electrode terminal and the third conductive member are connected to each other at the fourth connection portion.
第1電圧端子及び第2電圧端子は、電圧監視ユニットに接続可能であるとともに、ケースと絶縁されている。第1電圧端子は、第1接続部、第2接続部、または第1接続部と第2接続部との間のいずれかに接続される。より具体的には、第1電圧端子は、第1接続部において第1電極または第1導電部材に接続されていてもよく、第2接続部において第1導電部材に接続されていてもよく、第1接続部と第2接続部の間で第1導電部材に接続されていてもよい。このように、第1電圧端子は、電流遮断装置の状態(通電状態または遮断状態)に関わらず第1電極の電位を測定可能に接続されている。 The first voltage terminal and the second voltage terminal can be connected to the voltage monitoring unit and are insulated from the case. The first voltage terminal is connected to the first connection part, the second connection part, or between the first connection part and the second connection part. More specifically, the first voltage terminal may be connected to the first electrode or the first conductive member at the first connection portion, or may be connected to the first conductive member at the second connection portion, You may be connected to the 1st conductive member between the 1st connection part and the 2nd connection part. Thus, the first voltage terminal is connected so that the potential of the first electrode can be measured regardless of the state of the current interrupting device (energized state or interrupted state).
第1電圧端子と第1導電部材の少なくともいずれか一方に、第1導電部材からケース側に伸びる突出部が設けられ、第1電圧端子は、突出部を介して第1導電部材と接続されてもよい。例えば、第1電圧端子がケースを貫通しており、ケース外において電圧監視ユニットの入力端子と接続できるようにケースの外側に突出し、かつ、ケース内において第1導電部材に接続し、かつ固定できるようにケースの内側に突出していてもよく、この場合、第1電圧端子に突出部が設けられているといえる。または、第1導電部材と一体に形成された突出部がケース側に向かって伸びており、ケースを貫通してケースの外側に突出し、ケースの外側の部分が第1電圧端子として機能してもよく、この場合、第1電圧端子と第1導電部材の双方に亘って突出部が設けられているといえる。突出部は、第1導電部材と一体に形成されていてもよく、第1導電部材と別部材であって第1導電部材に対して溶接等によって固定されていてもよい。突出部をケースの貫通孔に挿入して固定することによって、第1導電部材とケースとの位置決めを容易に行うことができる。なお、本明細書が開示する蓄電装置においては、第1電圧端子と第1導電部材は、別部材として形成され、互いに配線等によって接続されていてもよい。 At least one of the first voltage terminal and the first conductive member is provided with a protrusion extending from the first conductive member toward the case, and the first voltage terminal is connected to the first conductive member via the protrusion. Also good. For example, the first voltage terminal penetrates the case, protrudes outside the case so that it can be connected to the input terminal of the voltage monitoring unit, and can be connected and fixed to the first conductive member inside the case. In this case, it can be said that the first voltage terminal is provided with a protruding portion. Alternatively, the protrusion formed integrally with the first conductive member extends toward the case, protrudes outside the case through the case, and the outer portion of the case functions as the first voltage terminal. In this case, it can be said that the protrusion is provided over both the first voltage terminal and the first conductive member. The protrusion may be formed integrally with the first conductive member, or may be a separate member from the first conductive member, and may be fixed to the first conductive member by welding or the like. The first conductive member and the case can be easily positioned by inserting and fixing the protruding portion into the through hole of the case. Note that in the power storage device disclosed in this specification, the first voltage terminal and the first conductive member may be formed as separate members and connected to each other by wiring or the like.
第2電圧端子は、第3接続部、第4接続部、第3接続部と第4接続部との間、または第2電極端子に接続される。より具体的には、第2電圧端子は、第3接続部において第2電極または第3導電部材に接続されていてもよく、第4接続部において第3導電部材または第2電極端子に接続されていてもよく、第3接続部と第4接続部の間で第3導電部材に接続されていてもよく、第4接続部以外の箇所で第2電極端子と接続されていてもよい。このように、第2電圧端子は、第2電極の電位を測定可能に接続されている。第2電圧端子が第2電極端子に接続されるものであって、蓄電装置が第2電圧端子をケースの外側に有する場合、第2電圧端子としてケース内に新たな部品を追加する必要がなく、一般に用いられている配線部材を第2電圧端子として用いて第2電極端子に接続するだけでよいため、低コストである点において有利である。また、第2電圧端子が、第3導電部材と接続されるものである場合、第1電圧端子と第2電圧端子、及び第1導電部材と第3導電部材との間で、部品を共通化するように設計できる点において有利である。 The second voltage terminal is connected to the third connection portion, the fourth connection portion, between the third connection portion and the fourth connection portion, or to the second electrode terminal. More specifically, the second voltage terminal may be connected to the second electrode or the third conductive member at the third connection portion, and is connected to the third conductive member or the second electrode terminal at the fourth connection portion. It may be connected to the third conductive member between the third connection portion and the fourth connection portion, or may be connected to the second electrode terminal at a place other than the fourth connection portion. In this way, the second voltage terminal is connected so that the potential of the second electrode can be measured. When the second voltage terminal is connected to the second electrode terminal and the power storage device has the second voltage terminal outside the case, there is no need to add a new component in the case as the second voltage terminal. Since it is only necessary to use a generally used wiring member as the second voltage terminal and connect it to the second electrode terminal, it is advantageous in terms of low cost. Further, when the second voltage terminal is connected to the third conductive member, the parts are shared between the first voltage terminal and the second voltage terminal, and between the first conductive member and the third conductive member. This is advantageous in that it can be designed as such.
上記の蓄電装置は、その複数を互いに直列した蓄電ユニットとして好適に用いることができる。この蓄電ユニットと、電圧監視ユニットとを含む蓄電装置モジュールでは、複数の蓄電装置の第1電極端子及び第2電極端子は、複数の蓄電装置が互いに直列に接続される。また、複数の蓄電装置の第1電圧端子及び第2電圧端子は、電圧監視ユニットに接続される。 The above power storage device can be suitably used as a power storage unit in which a plurality of the power storage devices are connected in series. In the power storage device module including the power storage unit and the voltage monitoring unit, the plurality of power storage devices are connected in series to each other at the first electrode terminal and the second electrode terminal of the plurality of power storage devices. The first voltage terminal and the second voltage terminal of the plurality of power storage devices are connected to the voltage monitoring unit.
図1は、実施例1に係る蓄電装置100の断面図である。蓄電装置100は、ケース4と、積層型の電極組立体2と、タブ26,46と、正極用導電部材である第1導電部材45及び第2導電部材44と、負極用導電部材である第3導電部材24と、正極電極端子30と、負極電極端子10と、第1電圧端子70と、第2電圧端子82と、絶縁性のガスケット22,42と、電流遮断装置50とを備えている。電極組立体2は、シート状の正極、負極、及びセパレータを備えている。正極は、正極活物質層と正極金属箔とを含む。負極は、負極活物質層と負極金属箔とを含む。セパレータは、正極と負極との間に挟まれてそれぞれを分離する。電極組立体2は、正極、セパレータ、負極が層状にこの順序でそれぞれ多数積層された積層体であり、液状の電解質が含浸されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
ケース4は略直方体形状の箱型部材であり、内部に電極組立体2(タブ26,46を含む)と、第1導電部材45と、第2導電部材44と、第3導電部材24と、ガスケット22,42と、電流遮断装置50とを収容している。ケース4の上端面には、正極電極端子30と、負極電極端子10と、第1電圧端子70とが設けられている。第2電圧端子82は、ケース4の外側に配置されている。電極組立体2の複数の正極金属箔の一端から突出したタブ46が束ねられており、同様に、複数の負極金属箔の一端から突出したタブ26が束ねられている。電極組立体2は、絶縁性のフィルムによって覆われており、タブ46,26において、絶縁性のフィルムから突出している。
負極電極端子10は、ボルト14と、内側ナット12と、外側ナット16を備えている。負極電極端子10が配置される位置において、ケース4の上端面には貫通孔が形成されており、その貫通孔にガスケット22が取り付けられている。内側ナット12は、第3導電部材24に形成された貫通孔を貫通して、ガスケット22に取り付けられている。ボルト14は、シール座金を介して、内側ナット12に締結されている。第3導電部材24は、内側ナット12とガスケット22に挟持されている。すなわち、第3導電部材24と内側ナット12とは第4接続部24bにおいて接触しており、電気的に接続されている。ガスケット22は、ケース4の上端面に当接しながらタブ26に向かって平板状に伸びる延伸部を備えている。第3導電部材24の上面は、ガスケット22の延伸部の下面に当接している。なお、負極電極端子10の外側ナット16は、負極電極端子10と配線部材との結線に用いられる。第2電圧端子82は、圧着端子であり、外側ナット16によって負極電極端子10に固定されている。
The
正極電極端子30は、ボルト34と、内側ナット32と、外側ナット36を備えている。正極電極端子30が配置される位置において、ケース4の上端面には貫通孔が形成されており、その貫通孔にガスケット42が取り付けられている。内側ナット32は、第2導電部材44に形成された貫通孔を貫通して、ガスケット42に取り付けられている。ボルト34は、シール座金を介して、内側ナット32に締結されている。第2導電部材44は、内側ナット32とガスケット42に挟持されている。ガスケット42は、ケース4の上端面に当接しながら平板状にタブ46に向かって伸びる延伸部を備えている。第1導電部材45のタブ46側の平面部の上面は、ガスケット42の延伸部の下面に当接している。なお、正極電極端子30の外側ナット36は、正極電極端子30と配線部材との結線に用いられる。蓄電装置100は、電極組立体2とケース4の外部とで、正極電極端子30、及び負極電極端子10を介して相互に電気の授受が可能である。
The
タブ26,46は、電極組立体2からケース4の上端面に向けて伸び、途中で図1の紙面の表側に向かって屈曲して、ケース4の上端面に略平行な平坦部を有する形状に形成されている。
The
図1に示すように、第3導電部材24は、平板状の導電性部材である。第3導電部材24は、ケース4の上端面に対して略平行に伸びている。第3導電部材24とタブ26は、第3接続部24aにおいて溶接によって固定されている。このように、電極組立体2の負極から負極電極端子10までの負極通電経路は、この順で直列に接続されたタブ26と,第3導電部材24とによって電気的に接続されている。第3導電部材24と、ケース4の上端面との間に、ガスケット22が設けられており、これによって第3導電部材24とケース4とは絶縁されている。
As shown in FIG. 1, the third
図1に示すように、第1導電部材45は、タブ46から電流遮断装置50に向かってケース4の上端面に対して略平行に伸びたのち、ケース4の下方に湾曲して、電流遮断装置50の下方において、再度、ケース4の上端面に略平行に伸びている。第1導電部材45とタブ46は、第1接続部45aにおいて溶接によって固定されている。電流遮断装置50は、その下面側において第1導電部材45と接しており、その上面側において第2導電部材44と接している。つまり、電流遮断装置50は、第1導電部材45と接合された接合部を有し、この接合部が第2接続部45bである。
As shown in FIG. 1, the first
第2導電部材44は、平板状の導電性部材であり、ケース4の上端面に対して略平行に伸びている。正極電極端子30と電流遮断装置50は、第1導電部材44を介して電気的に接続されている。このように、電極組立体2の正極から正極電極端子30までの正極通電経路は、この順で直列に接続されたタブ46と、第1導電部材45と、電流遮断装置50と、第2導電部材44とによって電気的に接続されている。なお、第1導電部材45と、ケース4の上端面との間に、ガスケット42が設けられており、これによって第1導電部材45及び第2導電部材44とケース4とは絶縁されている。
The second
図2に示すように、電流遮断装置50は、金属製のダイアフラム56と、支持部材52とを備えている。ダイアフラム56は、中央部56a及び両端部56b,56cにおいて平坦であり、中央部56aから両端部56b,56cに向かって一部湾曲しながら斜め上方に伸びている。ダイアフラム56は、両端部56b,56cにおいて第2導電部材44に接合するとともに、中央部56aにおいて第1導電部材45と接合している。ダイアフラム56の中央部56aと第1導電部材45は、互いに接合する第2接続部45bにおいて溶接によって固定されている。支持部材52が、ダイアフラム56と第1導電部材45を支持している。ダイアフラム56の両端部56b,56cと第1導電部材45との間には絶縁性の支持部材52が存在している。第1導電部材45には、第2接続部45bの近傍において、刻印部55が形成されている。刻印部55においては、第1導電部材45の厚さが薄くなっている。
As shown in FIG. 2, the current interrupt
ケース4内の圧力が所定値より低い場合には、図2に示すように、ダイアフラム56の中央部56aは第1導電部材45の方向に突出している。第1導電部材45と第2導電部材44がダイアフラム56を介して電気的に接続されており、正極電極端子30と電極組立体2の正極との正極通電経路が接続されている。
When the pressure in the
ケース4内の圧力が所定値以上に上昇すると、図3に示すように、刻印部55が破断し、ダイアフラム56が変形して中央部56aが反転し、第1導電部材45から離れる方向に突出する。これによって、ダイアフラム56と第1導電部材45が非導通となり、第1導電部材45と第2導電部材44が非導通となって、正極電極端子30と電極組立体2の正極との正極通電経路が遮断される。
When the pressure in the
第1電圧端子70は、突出部72と、ナット76とを備えている。図1及び図4に示すように、突出部72は、第1導電部材45と一体に形成されており、突出部72の下端72aは、第1導電部材45の上面に固定されている。すなわち、突出部72は、第1電圧端子70から第1導電部材45に亘って設けられており、第1電圧端子70は、第1接続部45aと第2接続部45bとの間に接続されている。第1電圧端子70が配置される位置において、ケース4の上端面及びガスケット42には、それぞれ貫通孔4a,42aが形成されており、貫通孔4a,42aに、ケース4の内側から外側に向けて突出部72が挿入されている。突出部72の外表面には、ねじ溝が形成されており、ナット76を締結することができる。これによって、第1電圧端子70及び第1導電部材45がケース4及びガスケット42に対して固定される。なお、第1電圧端子70のナット76によって、第1電圧端子70を電圧監視ユニットに接続するための配線部材80がケース4の外側に結線される。つまり、第1電圧端子70は、電圧監視ユニットに接続可能である。また、負極電極端子10の外側ナット16によって、第2電圧端子82を電圧監視ユニットに接続するための配線部材がケース4の外側に結線される。つまり、第2電圧端子82は、電圧監視ユニットに接続可能である。
The
図5は、実施例1に係る蓄電装置モジュール200の回路図である。蓄電装置モジュール200は、電圧監視ユニット210と、蓄電ユニット220と、電力負荷230とを備えている。
FIG. 5 is a circuit diagram of the power
蓄電ユニット220は、直列に接続された蓄電装置100を複数有している。それぞれの蓄電装置100(最も低電位側に配置された1つの蓄電装置を除く)の負極電極端子10は、隣接する蓄電装置100の正極電極端子30に、バスバー等の電流容量が比較的高い配線部材によって接続されている。複数の蓄電装置100のうち、最も高電位側に配置された蓄電装置100の正極電極端子30と、最も低電位側に配置された蓄電装置100の負極電極端子10は、車両等の電力負荷230に接続されている。バスバー等の配線部材は、外側ナット36,16によって、正極電極端子30、負極電極端子10に固定される。
The
電圧監視ユニット210は、アナログ/デジタル変換部(A/D変換部)211と、マルチプレクサ(MUX)212とを備えている。
The
それぞれの蓄電装置100において、正極の電圧を検知するための第1電圧端子70は、電流遮断装置(CID)50と正極との間に接続しており、負極の電圧を検知するための第2電圧端子82は、負極電極端子10に接続している。なお、第1電圧端子70及び第2電圧端子82を流れる電流値は、正極電極端子30及び負極電極端子10を流れる電流値の1/1000以下であるため、第1電圧端子70及び第2電圧端子82、またはこれらに接続する配線部材としては、圧着端子等の電流容量が比較的小さい配線部材を用いることができる。
In each
MUX212は、複数の蓄電装置100の第1電圧端子70および第2電圧端子82(負極電極端子10に接続されている)に接続されており、複数の蓄電装置100の第1電圧端子70および第2電圧端子82からの入力信号を処理して、1つの出力信号をアナログ/デジタル変換部(A/D変換部)211に出力する。A/D変換部211は、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、表示装置(図示しない)等に出力信号213を出力する。
The
比較のため、従来の蓄電装置モジュール800の回路図を図8に示す。蓄電装置モジュール800は、電圧監視ユニット810と、蓄電ユニット820と、電力負荷230とを備えている。蓄電ユニット820は、直列に接続された複数の蓄電装置700を有している。A/D変換部811及びMUX812は、A/D変換部211及びMUX212と同様であり、A/D変換部811は、MUX812から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、出力信号813を出力する。
For comparison, a circuit diagram of a conventional power
従来の蓄電装置700は、第1電圧端子70を備えていない。このため、電圧監視ユニット810の正極側の入力は、正極電極端子30に接続される。それぞれの蓄電装置700において、正極の電圧を検知するための電圧端子は、電流遮断装置(CID)を介して正極と接続している。
The conventional
このため、複数の蓄電装置700のうちのいずれかに含まれる電流遮断装置50が作動し、正極通電経路を遮断すると、蓄電ユニット820全体の出力電圧とほぼ同程度の高電圧が印加される。すなわち、電圧監視ユニット810に高電圧が印加されて、電圧監視ユニット810の破壊の要因となる。
For this reason, when the current interrupting
上記のとおり、蓄電装置100では、電流遮断装置50が設置されている第1電極(正極)側において、電圧監視ユニット210に接続される第1電圧端子70は、電流遮断装置50よりも第1電極により近い、第1導電部材45に接続されている。このため、蓄電装置100を直列に接続した蓄電ユニット220と、電圧監視ユニット210とを備えた蓄電装置モジュール200では、電流遮断装置50が作動して蓄電ユニット220を流れる電流が遮断されても、第1電圧端子70と正極との接続が維持され、電圧監視ユニット210に高電圧が印加されることがない。蓄電装置100を用いて構成した蓄電ユニット220を用いれば、電圧監視ユニットの構造を変えることなく、電流遮断装置50の作動時に電圧監視ユニットが破壊されないようにすることができる。すなわち、従来の蓄電装置モジュール800の蓄電ユニット820の各蓄電装置を蓄電装置100に置き換えれば、電圧監視ユニット810の入力端子の接続を変更するだけで、装置を追加または改造等を行わずそのまま利用して、電流遮断装置50の作動時に電圧監視ユニットが破壊されない蓄電装置モジュール200を得ることができる。
As described above, in the
また、蓄電装置100では、電流遮断装置50が作動しても、第1電圧端子70と正極との電気的接続は維持されるため、第1電圧端子70と負極電極端子10とを用いて、電極組立体2を放電させることが可能となる。
Further, in the
また、蓄電装置100では、第1電圧端子70の突出部72は、第1導電部材45と一体に形成されているため、突出部72をケース4に対して固定することによって、第1導電部材45とケース4との位置決めを容易に行うことができる。
Further, in the
また、蓄電装置100では、一般に用いられている配線部材を第2電圧端子82として用いて、ケース4の外側で負極電極端子10に接続しているため、低コストである点において有利である。
Further, in the
(変形例)
図6に示すように、第1電圧端子70においては、突出部372は、第1導電部材345と別部材であってもよい。突出部372は、頭部372aを備えたボルト形状の部材であり、第1導電部材345に設けられた貫通孔によって第1導電部材345に固定されていてもよい。また、突出部372が第1導電部材345の貫通孔に通された状態で、突出部372と第1導電部材345とを溶接や接着等によって固定してもよい。
(Modification)
As shown in FIG. 6, in the
また、図7に示すように、第1電圧端子470と第1導電部材445がケース4の平面方向に離れて設置されており、ケース4内で配線478によって接続されていてもよい。第1電圧端子470は、ケース4及びガスケット442を貫通する突出部472と、ナット476を備えており、突出部472のケース4内に位置する部分に、配線478の第1端部478aが溶接によって固定されている。実施例1と同様に、タブ446は、屈曲されており、その上面において第1導電部材445と接している。タブ446と第1導電部材445には貫通孔(図示しない)が設けられており、貫通孔に部材447が挿入されている。屈曲されたタブ446の下面と、部材447との間に、配線478の第2端部478bが挟持されており、互いに溶接によって固定されている。ナット476とケース4によって、電圧監視ユニットに接続する配線部材480が挟持されている。
Further, as shown in FIG. 7, the
また、蓄電装置100は、上記に説明した種々の第1電圧端子と同様の形態を有する第2電圧端子を有していてもよく、これによって、ケース4と第3導電部材24とを固定する等の上記と同様の作用効果を得ることができる。ケース4を貫通する第2電圧端子を設ける場合には、対になる第1電圧端子と同様の形態を有していることが好ましい。第1電圧端子の部品と第2電圧端子の部品の一部または全部を共通化することができ、コスト面等において有利である。
The
なお、上記の実施例では、電流遮断装置を設置する第1極性の電極が正極であり、第2極性の電極が負極である場合を例示して説明したが、逆であってもよい。すなわち、上記の実施例では、電流遮断装置及び第1電圧端子を正極通電経路上に配置したが、その逆に、負極通電経路上に配置してもよい。 In the above embodiment, the case where the first polarity electrode on which the current interrupting device is installed is the positive electrode and the second polarity electrode is the negative electrode has been described as an example. That is, in the above embodiment, the current interrupt device and the first voltage terminal are arranged on the positive electrode energizing path, but conversely, they may be arranged on the negative electrode energizing path.
以上、本発明の実施形態及び実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although embodiment and the Example of this invention were described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
2 電極組立体
4 ケース
10 負極電極端子
12 内側ナット
14 ボルト
16 外側ナット
22,42,442 ガスケット
24 第3導電部材
24a 第3接続部
26,46,446 タブ
30 正極電極端子
32 内側ナット
34 ボルト
36 外側ナット
44 第2導電部材
45,345,445 第1導電部材
45a 第1接続部
45b 第2接続部
50 電流遮断装置
52 支持部材
55 刻印部
56 ダイアフラム
56a 中央部
56b,56c 両端部
70,470 第1電圧端子
72,372,472 突出部
76,476 ナット
80,480 配線部材
82 第2電圧端子
100,700 蓄電装置
200,800 蓄電装置モジュール
210,810 電圧監視ユニット
211,811 A/D変換部
212,812 MUX
213,813 出力信号
220,820 蓄電ユニット
230 電力負荷
478 配線
480 配線部材
2
213, 813
Claims (5)
ケース内に収容され、第1極性の第1電極及び第2極性の第2電極を備える電極組立体と、
前記電極組立体の前記第1電極との間で電気を授受する第1電極端子と、
前記電極組立体の前記第2電極との間で電気を授受する第2電極端子と、
前記ケース内に収容され、前記第1電極と接続された第1導電部材と、
前記ケース内に収容され、前記第1電極端子と接続された第2導電部材と、
前記ケース内に収容され、前記第2電極及び前記第2電極端子に接続された第3導電部材と、
前記ケース内に収容され、前記第1導電部材、及び前記第2導電部材と直列に接続され、前記電極組立体から前記電極端子までの通電経路を接続または遮断する電流遮断装置と、
前記ケースと絶縁された第1電圧端子及び第2電圧端子とを備えた蓄電装置であって、
前記第1電極と前記第1導電部材との接続部である第1接続部と、
前記第1導電部材と前記電流遮断装置との接続部である第2接続部と、
前記第2電極と前記第3導電部材との接続部である第3接続部と、
前記第2電極端子と前記第3導電部材との接続部である第4接続部とを有し、
前記第1電圧端子は、電圧監視ユニットに接続可能であり、かつ、前記第1接続部、前記第2接続部、または前記第1接続部と前記第2接続部との間のいずれかに接続され、
前記第2電圧端子は、前記電圧監視ユニットに接続可能であり、かつ、前記第3接続部、前記第4接続部、前記第3接続部と前記第4接続部との間、または前記第2電極端子のいずれかに接続され、
前記第1電圧端子と前記第1導電部材の少なくともいずれか一方に、前記第1導電部材から前記ケース側に伸びる突出部が設けられ、
前記第1電圧端子は、前記突出部を介して前記第1導電部材と接続される、蓄電装置。 Case and
An electrode assembly housed in a case and comprising a first electrode having a first polarity and a second electrode having a second polarity;
A first electrode terminal for transferring electricity to and from the first electrode of the electrode assembly;
A second electrode terminal for transferring electricity to and from the second electrode of the electrode assembly;
A first conductive member housed in the case and connected to the first electrode;
A second conductive member housed in the case and connected to the first electrode terminal;
A third conductive member housed in the case and connected to the second electrode and the second electrode terminal;
A current interrupting device that is accommodated in the case, connected in series with the first conductive member and the second conductive member, and connects or interrupts an energization path from the electrode assembly to the electrode terminal;
A power storage device comprising a first voltage terminal and a second voltage terminal insulated from the case,
A first connecting portion which is a connecting portion between the first electrode and the first conductive member;
A second connecting portion which is a connecting portion between the first conductive member and the current interrupt device;
A third connecting portion which is a connecting portion between the second electrode and the third conductive member;
A fourth connecting portion that is a connecting portion between the second electrode terminal and the third conductive member;
The first voltage terminal is connectable to a voltage monitoring unit and is connected to the first connection part, the second connection part, or between the first connection part and the second connection part. And
The second voltage terminal can be connected to the voltage monitoring unit, and the third connection portion, the fourth connection portion, the third connection portion and the fourth connection portion, or the second connection portion. Connected to one of the electrode terminals ,
At least one of the first voltage terminal and the first conductive member is provided with a protrusion extending from the first conductive member to the case side,
The power storage device, wherein the first voltage terminal is connected to the first conductive member via the protrusion .
電圧監視ユニットとを含む蓄電装置モジュールであって、
前記複数の蓄電装置のそれぞれの前記第1電極端子及び前記第2電極端子は、前記複数の蓄電装置が互いに直列に接続されており、
前記複数の蓄電装置のそれぞれの前記第1電圧端子及び前記第2電圧端子は、前記電圧監視ユニットに接続されている蓄電装置モジュール。 A power storage unit having a plurality of power storage devices according to any one of claims 1 to 4 ,
A power storage device module including a voltage monitoring unit,
The first electrode terminal and the second electrode terminal of each of the plurality of power storage devices, the plurality of power storage devices are connected in series with each other,
The first voltage terminal and the second voltage terminal of each of the plurality of power storage devices are connected to the voltage monitoring unit.
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