JP5880373B2 - Power storage device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の蓄電素子がホルダによって保持された蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device in which a plurality of power storage elements are held by a holder.
特許文献1には、単電池の熱異常を検知するシステムが記載されている。具体的には、単電池容器および金属線の間に絶縁部材を配置しておき、単電池の熱異常が発生したときに、絶縁部材を溶融又は収縮させることにより、金属線を単電池容器に接触させている。金属線を単電池容器に接触させると、金属線の電位が変化するため、この電位の変化を検出することにより、単電池の熱異常を検知するようにしている。
特許文献1では、熱異常が発生した単電池の熱を絶縁部材に伝達して、絶縁部材を溶融又は収縮させる必要がある。ここで、絶縁部材を溶融又は収縮させて、金属線を単電池容器に接触させるまでには、ある程度の時間を要してしまう。
In
本発明である蓄電装置は、電解液を含み、充放電を行う複数の蓄電素子と、所定平面内において、複数の蓄電素子を絶縁状態でそれぞれ保持するホルダと、を有する。ここで、ホルダは、ホルダの外面に露出する導電部を有しており、導電部は、各蓄電素子に対して、各蓄電素子から漏れる電解液の移動方向に位置している。また、導電部は、導電部の導通状態を検出するセンサと接続されている。導通状態は、蓄電素子から漏れた電解液が導電部と接触したとき、電解液が漏れた蓄電素子と、蓄電素子から漏れた電解液と、電解液と接触した導電部と、センサとを含む閉回路に電流が流れている状態である。 The power storage device according to the present invention includes a plurality of power storage elements that include an electrolytic solution and perform charging and discharging, and holders that respectively hold the plurality of power storage elements in an insulated state within a predetermined plane. Here, the holder has an electrically conductive portion exposed to the outside surface of the holder, the conductive portion, for each storage element, are located in the moving direction of the electrolyte leaking from the respective storage element. The conductive portion is connected to a sensor for detecting the conduction state of the conductive portion. The conduction state includes a storage element in which the electrolytic solution has leaked when the electrolytic solution leaked from the electrical storage element contacts the conductive unit, an electrolytic solution that has leaked from the electrical storage element, a conductive unit in contact with the electrolytic solution, and a sensor. In this state, current is flowing in the closed circuit.
本発明によれば、ホルダは、蓄電素子を絶縁状態で保持しているため、ホルダに含まれる導電部は、非導通状態となる。ここで、蓄電素子から電解液が漏れてしまうと、電解液がホルダの外面に沿って移動して、導電部に到達する。これにより、導電部は、電解液を介して蓄電素子と電気的に接続されることになり、導電部は、導通状態となる。 According to the present invention, since the holder holds the power storage element in an insulated state, the conductive portion included in the holder is in a non-conductive state. Here, when the electrolytic solution leaks from the power storage element, the electrolytic solution moves along the outer surface of the holder and reaches the conductive portion . As a result, the conductive portion is electrically connected to the power storage element via the electrolytic solution, and the conductive portion becomes conductive.
導電部の導通状態を検出するセンサが、導電部に接続されているため、センサを用いることにより、導電部の導通状態を検出することができる。すなわち、導電部が非導通状態から導通状態に切り替わったときには、センサの出力に基づいて、電解液が漏れていること(蓄電素子の異常状態)を判別することができる。 Sensor for detecting the conduction state of the conductive parts, because it is connected to the conductive portion, by using a sensor, it is possible to detect the conduction state of the conductive portion. That is, when the conductive portion is switched from the non-conductive state to the conductive state, it can be determined based on the output of the sensor that the electrolyte is leaking (abnormal state of the storage element).
ここで、本発明では、電解液がホルダの外面に沿って移動して、導電部に到達するだけで、電解液の漏れを検出することができるため、電解液の漏れを素早く検出することができる。また、所定平面内において、2つの蓄電素子の間に、導電部が位置しているとき、一方の蓄電素子から漏れた電解液は、他方の蓄電素子(正常な蓄電素子)に到達する前に、導電部に到達することになる。このため、他方の蓄電素子に電解液が到達する前に、電解液の漏れを検出することができる。 Here, in the present invention, since the electrolyte solution can be detected simply by moving along the outer surface of the holder and reaching the conductive portion, the leakage of the electrolyte solution can be detected quickly. it can. In addition, when a conductive portion is located between two power storage elements in a predetermined plane, the electrolyte leaked from one power storage element is not allowed to reach the other power storage element (normal power storage element). The conductive part is reached. For this reason, before the electrolytic solution reaches the other power storage element, leakage of the electrolytic solution can be detected.
導電部は、所定平面内において、各蓄電素子を囲む位置に設けることができる。ホルダは、所定平面内において複数の蓄電素子を保持しているため、蓄電素子から電解液が漏れるとき、この電解液は、蓄電素子に対して、所定平面内の方向に移動しやすい。このため、所定平面内において、蓄電素子を囲む位置に導電部を設けておけば、電解液を導電部に接触させやすくなり、電解液の漏れを検出しやすくなる。 The conductive portion can be provided at a position surrounding each power storage element within a predetermined plane. Since the holder holds a plurality of power storage elements in a predetermined plane, when the electrolyte leaks from the power storage element, the electrolyte easily moves in a direction in the predetermined plane with respect to the power storage element. For this reason, if a conductive part is provided at a position surrounding the power storage element in a predetermined plane, the electrolytic solution can be easily brought into contact with the conductive part, and leakage of the electrolytic solution can be easily detected.
ホルダは、各蓄電素子を貫通させる開口部を備えたホルダ本体と、開口部および蓄電素子の間に位置する絶縁層とを有する。ホルダ本体の開口部に蓄電素子を貫通させることにより、ホルダ本体によって各蓄電素子を保持することができる。ここで、ホルダ本体を導電材料で形成することにより、導電部を構成することができる。また、開口部および蓄電素子の間に、絶縁層を設けることにより、蓄電素子を絶縁状態で保持することができる。 Hol Da has a holder body having an opening through which the respective storage element, and an insulating layer located between the opening and the storage element. By passing the storage element into the opening of the holder main body, it can hold the respective storage element by the holder body. Here , the conductive portion can be configured by forming the holder body from a conductive material . In addition, by providing an insulating layer between the opening and the power storage element, the power storage element can be held in an insulated state.
ホルダに絶縁層を設けることの代わりに、又は、ホルダに絶縁層を設けることに加えて、蓄電素子の外面を絶縁材料で被覆することができる。蓄電素子の外面を絶縁材料で被覆しておけば、蓄電素子を絶縁状態で保持することができる。 Instead of providing the insulating layer on the holder, or in addition to providing the insulating layer on the holder, the outer surface of the power storage element can be covered with an insulating material. If the outer surface of the power storage element is covered with an insulating material, the power storage element can be held in an insulated state.
所定平面としては、鉛直方向を含む平面とすることができる。この場合には、蓄電素子から漏れた電解液が、重力の作用を受けて、下方に移動しやすくなる。すなわち、蓄電素子から漏れた電解液を素早く移動させることができる。これにより、電解液を導電部に素早く到達させることができ、電解液の漏れを素早く検出しやすくなる。 The predetermined plane can be a plane including the vertical direction. In this case, the electrolyte leaked from the power storage element is easily moved downward under the action of gravity. That is, it is possible to quickly move the electrolyte leaked from the power storage element. As a result, the electrolytic solution can quickly reach the conductive portion, and the leakage of the electrolytic solution can be easily detected quickly.
蓄電素子は、充放電を行う発電要素および電解液を、ケースに収容することによって構成することができる。ここで、ケースは、発電要素を組み込むための開口部を備えたケース本体と、ケース本体の開口部を塞ぐ蓋とによって構成することができる。ホルダの外面と、ケース本体および蓋の接続部分とが所定平面内で隣り合うように、ホルダに対して蓄電素子を組み込むことができる。 The power storage element can be configured by housing a power generation element that performs charging and discharging and an electrolytic solution in a case. Here, the case can be configured by a case main body having an opening for incorporating the power generation element and a lid for closing the opening of the case main body. The power storage element can be incorporated into the holder such that the outer surface of the holder and the connecting portion of the case main body and the lid are adjacent to each other within a predetermined plane.
ケース本体および蓋の接続部分では、電解液が漏れる可能性がある。また、蓄電素子の内部で発生したガスを、蓄電素子の外部に排出させるための排出口を蓋に設けたときには、蓋の排出口から、ガスとともに電解液が漏れるおそれがある。ここで、ホルダの外面が、ケース本体および蓋の接続部分と所定平面内で隣り合っていれば、接続部分から漏れた電解液をホルダの外面に導きやすくなる。ホルダの外面に電解液を導きやすくすれば、電解液を導電部に到達させやすくなり、電解液の漏れを検出しやすくなる。 There is a possibility that the electrolytic solution leaks at the connection portion of the case body and the lid. In addition, when the cover is provided with a discharge port for discharging the gas generated inside the power storage element to the outside of the power storage element, the electrolyte may leak from the discharge port of the cover together with the gas. Here, if the outer surface of the holder is adjacent to the connection portion of the case main body and the lid within a predetermined plane, the electrolyte leaked from the connection portion can be easily guided to the outer surface of the holder. If the electrolytic solution can be easily guided to the outer surface of the holder, the electrolytic solution can easily reach the conductive portion, and leakage of the electrolytic solution can be easily detected.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
図1は、本発明の実施例1である電池モジュール(本発明の蓄電装置に相当する)の断面図である。図2は、図1に示す矢印D1の方向から電池モジュールを見たときの図である。図2では、バスバーを省略している。図1および図2において、X軸、Y軸およびZ軸は、互いに直交する軸である。ここで、本実施例では、鉛直方向に相当する軸をZ軸としている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a battery module (corresponding to a power storage device of the present invention) that is
電池モジュール1は、複数の単電池(本発明の蓄電素子に相当する)10を有する。電池モジュール1は、例えば、車両に搭載することができる。電池モジュール1から出力された電気エネルギを、モータ・ジェネレータによって運動エネルギに変換すれば、この運動エネルギを用いて車両を走行させることができる。また、車両を減速させるときには、モータ・ジェネレータが、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギに変換することにより、この電気エネルギを電池モジュール1に蓄えることができる。
The
単電池10は、いわゆる円筒型の単電池であり、X方向に延びている。ここで、X方向における単電池10のサイズ(最大値)は、Y方向やZ方向における単電池10のサイズ(最大値)よりも大きい。図1および図2では、2つの単電池10を示しているが、電池モジュール1を構成する単電池10の数(複数)は、適宜設定することができる。単電池10としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることもできる。
The
単電池10は、電池ケース11と、電池ケース11に収容される発電要素12とを有する。発電要素12は、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置されるセパレータとを有する。正極板は、集電板と、集電板の表面に形成された正極活物質層とを有しており、正極活物質層は、正極活物質や導電材などを含んでいる。負極板は、集電板と、集電板の表面に形成された負極活物質層とを有しており、負極活物質層は、負極活物質や導電材などを含んでいる。
The
正極板、セパレータおよび負極板を、この順に積層して、積層体を所定軸(X軸に相当する)の周りで巻くことによって、発電要素12を構成することができる。電池ケース11には、電解液が注入されており、電解液は、正極活物質層、負極活物質層およびセパレータにしみこんでいる。ここで、電池ケース11に注入される電解液には、正極活物質層などにしみこむ電解液の他に、余剰分としての電解液が含まれる。
The
電池ケース11は、ケース本体11aおよび蓋11bを有し、例えば、アルミニウムなどの金属で形成することができる。ケース本体11aは、円筒状に形成されており、X方向における一端面には、発電要素12を組み込むための開口部が形成されている。ケース本体11aの開口部は、蓋11bによって塞がれ、電池ケース11の内部は、密閉状態となる。
The
ケース本体11aは、電池ケース11に収容された負極リードを介して、発電要素12の負極板と電気的に接続されている。これにより、ケース本体11aは、単電池10の負極端子として用いることができる。蓋11bは、電池ケース11に収容された正極リードを介して、発電要素12の正極板と電気的に接続されている。これにより、蓋11bは、単電池10の正極端子として用いることができる。ここで、ケース本体11aおよび蓋11bは、樹脂などの絶縁材を挟んだ状態で互いに固定されており、ケース本体11aおよび蓋11bは、絶縁状態となっている。
The
蓋11bは、凸状に形成されており、蓋11bの先端部には、導電性を有するバスバー21が接続されている。ここで、複数の単電池10における蓋11bは、同一のバスバー21に接続されている。また、X方向におけるケース本体11aの端面(蓋11bが位置する側とは反対側)には、導電性を有するバスバー22が接続されている。ここで、複数の単電池10におけるケース本体11aは、同一のバスバー22に接続されている。バスバー21,22を用いて、複数の単電池10を接続することにより、図3に示すように、複数の単電池10を電気的に並列に接続することができる。
The
ここで、電池モジュール1を車両に搭載するときには、複数の電池モジュール1を電気的に直列に接続することができる。複数の電池モジュール1を電気的に直列に接続した電池パックを用いることにより、電池パックの出力(電力)を確保しやすくなる。また、各電池モジュール1において、図3に示すように、複数の単電池10を電気的に並列に接続することにより、電池パックの満充電容量を確保しやすくなる。電池パックの満充電容量を確保しやすくなれば、電池パックの出力を用いて車両を走行させるときの走行距離を延ばすことができる。
Here, when the
ホルダ30は、複数の単電池10をそれぞれ保持する。図1および図2に示すように、複数の単電池10は、Y−Z平面内において、並んで配置されており、ホルダ30に対して一方の側(図1の左側)に蓋11bが位置するように、複数の単電池10が配置されている。
The
複数の電池モジュール1を電気的に直列に接続して電池パックを構成するとき、複数の電池モジュール1を構成する、すべての単電池10を1つのホルダ30に保持させることができる。これにより、各電池モジュール1に対してホルダ30を設ける必要が無くなり、部品点数を低減することができる。また、1つのホルダ30に対して、すべての単電池10を取り付けることにより、すべての単電池10の位置を揃えやすくすることができる。
When a battery pack is configured by electrically connecting a plurality of
ここで、1つのホルダ30によって保持される複数の単電池10には、電気的に並列に接続される複数の単電池10と、電気的に直列に接続される複数の単電池10とが含まれる。複数の単電池10を電気的に並列に接続するときには、図1に示す構造を用いることができる。また、複数の単電池10を電気的に直列に接続するときには、ホルダ30に取り付けられる単電池10の向き(正極端子および負極端子の位置関係)を変えたり、バスバー21,22の形状を工夫したりすることができる。
Here, the plurality of
ホルダ30は、金属などの導電材料によって形成されたホルダ本体31を有しており、ホルダ本体31は、各単電池10が挿入される開口部31aを有する。開口部31aは、ホルダ30によって保持される単電池10の数だけ設けられており、開口部31aの径は、電池ケース11(ケース本体11a)の径よりも大きくなっている。
The
なお、開口部31aの数は、適宜設定することができる。すなわち、Y−Z平面内において、互いに隣り合う複数の開口部31aをつなげることもできる。この場合には、ホルダ本体31に形成される開口部31aの数が減ることになる。
The number of
ホルダ本体31を金属で形成することにより、ホルダ30の強度を向上させることができる。また、ホルダ本体31を金属で形成することにより、単電池10の放熱性を向上させることができる。単電池10は、充放電などによって発熱することがあるが、ホルダ本体31を熱伝導性に優れた金属で形成することにより、単電池10で発生した熱を、ホルダ本体31に伝達しやすくすることができる。
By forming the
これにより、単電池10に熱が留まってしまうことを抑制でき、単電池10の放熱性を向上させることができる。そして、単電池10の温度上昇を抑制することができる。ホルダ本体31に伝達された熱は、大気中に放出させることができる。ここで、ホルダ本体31にフィンを設ければ、ホルダ本体31の放熱性を向上させることができる。
Thereby, it can suppress that heat stays in the
ホルダ30は、樹脂などの絶縁材料によって形成された絶縁層32を有しており、絶縁層32は、開口部31aおよび単電池10の間に設けられている。具体的には、ケース本体11aの外周面と、開口部31aの内壁面との間に、絶縁層32が設けられており、絶縁層32は、ケース本体11aの外周面や、開口部31aの内壁面に接触している。ここで、絶縁層32は、開口部31aの内壁面の全体に設けられている。
The
開口部31aおよびケース本体11aの間に絶縁層32を設けることにより、単電池10およびホルダ本体31を絶縁状態とすることができる。ここで、絶縁層32を、弾性変形することができる材料で形成すれば、電池ケース11の外周面に対して、絶縁層32を密接させることができる。これにより、ホルダ30に対して、単電池10をガタ無く取り付けることができる。
By providing the insulating
本実施例では、ホルダ30に絶縁層32を設けているが、絶縁層32を省略することもできる。例えば、電池ケース11の外面を、絶縁材料によって被覆しておけば、単電池10(電池ケース11)およびホルダ本体31を絶縁状態とすることができる。この場合において、ホルダ本体31における開口部31aの径は、電池ケース11(ケース本体11a)の径と略等しくすることができる。これにより、ホルダ30は、単電池10をガタ無く保持することができる。なお、ホルダ30に絶縁層32を設けるとともに、電池ケース11の外面を、絶縁材料によって被覆することもできる。
In this embodiment, the insulating
ケース本体11aは、ホルダ30を貫通しており、蓋11bは、ホルダ30の側面30aから突出している。ホルダ30の側面30aは、X方向において、バスバー21と対向する面である。ここで、蓋11bが設けられている側のケース本体11aの端面(X方向の一端面)は、ホルダ30の側面30aと同一平面内(Y−Z平面内)に位置している。
The
電池ケース11(ケース本体11a)は、モジュールケース40によって支持されている。モジュールケース40には、単電池10(ケース本体11a)が貫通する開口部41が形成されており、開口部41は、電池モジュール1を構成する単電池10の数だけ設けられている。また、開口部41の径は、電池ケース11(ケース本体11a)の径よりも大きくなっている。
The battery case 11 (
なお、開口部41の数は、適宜設定することができる。すなわち、Y−Z平面内において、互いに隣り合う複数の開口部41をつなげることもできる。この場合には、モジュールケース40に形成される開口部41の数が減ることになる。
The number of
開口部41に電池ケース11(ケース本体11a)を挿入することにより、電池ケース11を支持することができる。モジュールケース40は、樹脂などの絶縁材料によって形成することができる。開口部41を貫通した電池ケース11(ケース本体11a)の端面には、バスバー22が接続されている。
The
モジュールケース40は、ホルダ30に対してX方向に離れている。ホルダ30およびモジュールケース40の間に形成されたスペースは、単電池10の温度調節に用いられる熱交換媒体の通路として用いることができる。冷却用の熱交換媒体を用いれば、単電池10の温度上昇を抑制することができ、加温用の熱交換媒体を用いれば、単電池10の温度低下を抑制することができる。
The
センサ100は、検出線101を介して、ホルダ本体31およびバスバー22に接続されている。センサ100としては、電圧センサ又は電流センサを用いることができる。センサ100の出力信号は、コントローラ110に入力され、コントローラ110は、センサ100の検出値を取得することができる。上述したように、ホルダ本体31は、単電池10と絶縁状態にあるため、検出線101を含む回路は、開回路となっている。
The
次に、単電池10の内部構造について、図4を用いて説明する。図4は、ケース本体11aおよび蓋11bの接続部分における構造を示す概略図である。
Next, the internal structure of the
単電池10の過充電などが行われると、発電要素(特に、電解液)12からガスが発生するおそれがある。単電池10の内部は密閉状態となっているため、発電要素12からガスが発生すると、単電池10の内圧が上昇する。ここで、単電池10の内圧が上昇することを抑制するために、単電池10には、図4に示す構造が設けられている。
If the
ケース本体11aの開口部をカシメ処理することにより、蓋11bがケース本体11aに固定されている。ケース本体11aおよび蓋11bの間には、樹脂などの絶縁材料で形成されたガスケット13が配置されており、ケース本体11aおよび蓋11bは、絶縁状態となっている。また、ガスケット13を用いることにより、単電池10の内部を密閉状態とすることができる。
The
弁板11cは、蓋11bおよび封口板11dによって挟まれている。封口板11dの外縁は、蓋11bの外縁および弁板11cの外縁を挟んでいる。封口板11dは、ケース本体11aの開口部を塞ぐために用いられる。封口板11dは、封口板11dを貫通するガス通路11d1を有しており、蓋11bは、蓋11bを貫通する排出口11b1を有する。
The
発電要素12からガスが発生すると、ガスは、ガス通路11d1を通過して、封口板11dおよび弁板11cの間に形成されたスペースS1に進入する。単電池10の内圧が弁板11cの作動圧に到達すると、弁板11cが破断し、蓋11bおよび弁板11cの間に形成されたスペースS2にガスが移動する。スペースS2に移動したガスは、蓋11bの排出口11b1を通過して、単電池10の外部に排出される。単電池10の内部で発生したガスを、単電池10の外部に排出することにより、単電池10の内圧が上昇することを抑制できる。
When gas is generated from the
排出口11b1からガスが排出されるとき、排出口11b1からは、電池ケース11に注入された電解液も排出されることがある。電池ケース11には、余剰分の電解液も注入されているため、例えば、余剰分の電解液が、ガスとともに排出口11b1から排出されるおそれがある。また、単電池10に外力が作用したとき、単電池10の変形によって、ケース本体11aおよび蓋11bの間から、電解液が漏れてしまうおそれもある。
When gas is discharged from the discharge port 11b1, the electrolyte injected into the
本実施例では、単電池10から電解液が漏れたときに、電解液の漏れ(単電池10の異常状態)を検出することができる。以下、電解液の漏れを検出する方法について、図5および図6を用いて、具体的に説明する。
In the present embodiment, when the electrolytic solution leaks from the
図5および図6では、単電池10から電解液が漏れた状態を示している。図5は、図1に対応した図であり、図5では、バスバー21,22を省略している。また、図6は、図2に対応した図であり、図5に示す矢印D2の方向から電池モジュール1を見たときの図である。
5 and 6 show a state in which the electrolytic solution has leaked from the
単電池10から電解液が漏れると、電解液は、ホルダ30の外面に沿って移動する。ここで、単電池10から電解液が漏れる箇所は、ホルダ30のうち、側面30aの側に位置している。このため、単電池10から漏れた電解液は、ホルダ30の側面30aに沿って移動する。
When the electrolytic solution leaks from the
電解液は、重力の作用を受けることにより、ホルダ30の外面に沿って下方に移動する。ホルダ本体31は、ホルダ30の外部に露出しているため、ホルダ30の外面に沿って移動する電解液は、ホルダ本体31に接触する。ここで、ホルダ本体31は、導電性材料によって形成されているため、電解液と接触することにより、導電状態となる。すなわち、ホルダ本体31は、電解液を介して、単電池10と電気的に接続されることになる。
The electrolyte moves downward along the outer surface of the
電解液が漏れていないとき、絶縁層32によって、ホルダ本体31および単電池10が絶縁状態となっているため、ホルダ本体31は、非導通状態となっている。ホルダ本体31が非導通状態から導通状態に切り替わったとき、センサ100の出力が変化することになる。すなわち、ホルダ本体31が非導通状態であるとき、センサ100を含む回路は、開回路となっているが、ホルダ本体31が導通状態になると、センサ100を含む回路は、閉回路となる。
When the electrolytic solution is not leaking, the holder
センサ100として、電圧センサを用いたときには、ホルダ本体31が非導通状態から導通状態に切り替わることに応じて、電圧センサによって電圧が検出されることになる。また、センサ100として、電流センサを用いたときには、ホルダ本体31が非導通状態から導通状態に切り替わることに応じて、電流センサによって電流が検出されることになる。コントローラ110は、センサ100の出力が変化したことを確認することにより、単電池10から電解液が漏れていること(単電池10の異常状態)を判別することができる。
When a voltage sensor is used as the
本実施例によれば、単電池10から電解液が漏れても、電解液が他の単電池10に到達する前に、電解液の漏れを検出することができる。図6に示すように、各単電池10の周囲には、ホルダ本体31が位置している。言い換えれば、2つの単電池10の間には、ホルダ本体31が位置している。このため、特定の単電池10から電解液が漏れたとき、電解液は、他の単電池10に到達する前に、ホルダ本体31に接触する。
According to the present embodiment, even when the electrolytic solution leaks from the
電解液が他の単電池10に到達する前に、電解液の漏れを検出することにより、他の単電池10が電解液によって短絡してしまうことを抑制できる。単電池10から電解液が漏れると、この単電池10では、電解液によって短絡してしまうおそれがある。また、電解液が他の単電池10に到達すると、他の単電池10でも、電解液によって短絡してしまうおそれがある。
By detecting leakage of the electrolytic solution before the electrolytic solution reaches the
本実施例によれば、特定の単電池10から電解液が漏れたときに、この電解液によって、他の単電池10が短絡してしまう前に、電解液の漏れを検出することができる。すなわち、電解液の漏れを、早期に検出することができる。
According to the present embodiment, when an electrolyte solution leaks from a
特に、本実施例のように、X方向に沿って各単電池10を配置すると、単電池10から漏れた電解液は、下方(Z方向)に向かって移動しやすくなり、電解液をホルダ本体31に素早く接触させることができる。これにより、単電池10の異常状態を早期に検出することができる。
In particular, when each
なお、電解液の漏れを検出したときには、電池モジュール1の充放電を行わないようにすることができる。具体的には、コントローラ110は、電池モジュール1および負荷の接続を遮断することができる。これにより、電解液が漏れている単電池10に対して、充放電が継続されてしまうことを防止できる。
When the leakage of the electrolyte is detected, the
本実施例では、各単電池10がX方向に沿って配置されているが、これに限るものではない。具体的には、図1に示すX軸が鉛直方向に相当する軸となるように、電池モジュール1を配置することができる。単電池10を鉛直方向に沿って配置するとき、単電池10の蓋11bは、単電池10の下端部に位置していてもよし、単電池10の上端部に位置していてもよい。この場合であっても、単電池10から漏れた電解液を、ホルダ30の外面に沿って移動させて、ホルダ本体31に到達させることができる。
In the present embodiment, each
電解液の漏れを検出するための構造は、図1に示す構造に限るものではない。例えば、図7および図8に示す構造や、図9に示す構造を用いることもできる。図7から図9において、本実施例で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を用いている。 The structure for detecting leakage of the electrolytic solution is not limited to the structure shown in FIG. For example, the structure shown in FIGS. 7 and 8 or the structure shown in FIG. 9 can be used. 7 to 9, the same reference numerals are used for members having the same functions as those described in this embodiment.
図7は、第1の変形例である電池モジュール1の断面図であり、図1に対応した図である。図8は、図7に示す矢印D3の方向から電池モジュール1を見たときの図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a
図7に示す構造では、ホルダ本体33が、樹脂などの絶縁材料によって形成されている。ホルダ本体33には、単電池10(電池ケース11a)を貫通させる開口部33aが形成されており、開口部33aは、電池モジュール1を構成する単電池10の数だけ設けられている。開口部33aは、電池ケース11aの外周面と接触している。
In the structure shown in FIG. 7, the
一方、ホルダ30の側面30aには、導電材料によって形成された導電板34が設けられている。図8に示すように、導電板34は、Y−Z平面内において、各単電池10を囲む位置に形成されている。
On the other hand, a
図7に示す構造であっても、単電池10から漏れた電解液を、他の単電池10に接触させる前に、導電板34に接触させることができる。ここで、導電板34に対して、図1に示すセンサ100を接続しておけば、導電板34が非導通状態から導通状態に切り替わることに応じて、センサ100の出力を変化させることができる。そして、センサ100の出力に基づいて、単電池10の異常状態(電解液の漏れ)を検出することができる。
Even in the structure shown in FIG. 7, the electrolytic solution leaking from the
図9は、第2の変形例である電池モジュール1の断面図であり、図1に対応した図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a
図9に示す構造では、図1に示す構造と比べて、ホルダ30に対する単電池10の位置が異なっている。図1に示す構造では、ホルダ30の側面30aと、電池ケース11(ケース本体11a)の端面とが、同一の平面内(Y−Z平面内)に位置するように、単電池10がホルダ30に取り付けられている。図9に示す構造では、電池ケース11(ケース本体11a)が、ホルダ30を貫通しており、ホルダ30の側面30aに対して、蓋11bだけでなく、ケース本体11aも突出している。
In the structure shown in FIG. 9, the position of the
図9に示す構造によれば、単電池10から電解液が漏れたとき、電解液は、単電池10(電池ケース11)の外面に沿いながら、下方に移動する。ここで、電解液は、ケース本体11aの外周面に沿って移動しながら、ホルダ30の側面30aに到達する。そして、電解液は、ホルダ30の側面30aに沿って移動して、ホルダ本体31に到達する。これにより、ホルダ本体31が非導通状態から導通状態に切り替わり、センサ100の出力に基づいて、単電池10の異常状態(電解液の漏れ)を検出することができる。
According to the structure shown in FIG. 9, when the electrolyte leaks from the
上述した実施例では、図2や図8に示すように、Y−Z平面内において、単電池10を囲む位置にホルダ本体31や導電板34が配置されているが、これに限るものではない。具体的には、単電池10から漏れた電解液の移動方向が予め分かっていれば、単電池10に対して、電解液の移動方向にホルダ本体31や導電板34を設けておけばよい。例えば、図1や図7に示す構造では、各単電池10から漏れた電解液が、下方に移動しやすくなっているため、各単電池10よりも下方の位置だけに、ホルダ本体31や導電板34を設けておくことができる。
In the embodiment described above, as shown in FIGS. 2 and 8, the holder
1:電池モジュール(蓄電装置)、10:単電池(蓄電素子)、11:電池ケース、
11a:ケース本体、11b:蓋、11b1:排出口、11c:弁板、11d:封口板、11d1:ガス通路、12:発電要素、13:ガスケット、21,22:バスバー、
30:ホルダ、31:ホルダ本体、31a:開口部、32:絶縁層、
40:モジュールケース、41:開口部
1: battery module (power storage device), 10: single battery (power storage element), 11: battery case,
11a: case body, 11b: lid, 11b1: discharge port, 11c: valve plate, 11d: sealing plate, 11d1: gas passage, 12: power generation element, 13: gasket, 21, 22: bus bar,
30: Holder, 31: Holder body, 31a: Opening, 32: Insulating layer,
40: Module case, 41: Opening
Claims (7)
所定平面内において、前記複数の蓄電素子を絶縁状態でそれぞれ保持するホルダと、を有し、
前記ホルダは、前記各蓄電素子に対して、前記各蓄電素子から漏れる電解液の移動方向に位置し、前記ホルダの外面に露出する導電部を有しており、
前記導電部は、前記導電部の導通状態を検出するセンサと接続されており、
前記導通状態は、前記蓄電素子から漏れた電解液が前記導電部と接触したとき、電解液が漏れた前記蓄電素子と、前記蓄電素子から漏れた電解液と、電解液と接触した前記導電部と、前記センサとを含む閉回路に電流が流れている状態である、
ことを特徴とする蓄電装置。 A plurality of power storage elements including an electrolytic solution for charging and discharging; and
A holder for holding each of the plurality of power storage elements in an insulated state within a predetermined plane,
The holder, the respective storage elements, wherein located in the moving direction of the electrolyte leaking from the respective storage element has a conductive portion exposed to the outside surface of the holder,
The conductive portion is connected to the sensor for detecting the conduction state of the conductive portion,
The conductive state is that when the electrolytic solution leaked from the power storage element comes into contact with the conductive portion, the power storage element from which the electrolytic solution has leaked, the electrolytic solution leaked from the power storage element, and the conductive portion in contact with the electrolytic solution And a current is flowing in a closed circuit including the sensor,
A power storage device.
前記各蓄電素子を貫通させる開口部を備えたホルダ本体と、
前記開口部および前記蓄電素子の間に配置された絶縁層と、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の蓄電装置。 The holder is
A holder body provided with an opening for penetrating each power storage element;
An insulating layer disposed between the opening and the power storage element;
The power storage device according to claim 1, further comprising:
前記ケースは、前記発電要素を組み込むための開口部を備えたケース本体と、前記ケース本体の前記開口部を塞ぐ蓋とを有しており、
前記ホルダの外面は、前記所定平面内において、前記ケース本体および前記蓋の接続部分と隣り合っていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の蓄電装置。 The power storage element has a case for storing a power generation element that performs charging and discharging and an electrolytic solution,
The case has a case main body having an opening for incorporating the power generation element, and a lid for closing the opening of the case main body,
7. The power storage device according to claim 1, wherein an outer surface of the holder is adjacent to a connection portion of the case main body and the lid in the predetermined plane.
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