JP7218308B2 - バッテリシステムの流れ込み電流遮断方法及びバッテリシステム、バッテリシステムを備える電源装置及び蓄電装置 - Google Patents

バッテリシステムの流れ込み電流遮断方法及びバッテリシステム、バッテリシステムを備える電源装置及び蓄電装置 Download PDF

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Description

本発明は、バッテリシステム及びバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法、さらにバッテリシステムを備える電動車両及び電源装置に関し、特にハイブリッド車、燃料電池自動車、電気自動車、電動オートバイ等の電動車両に搭載されて車両を走行させるモータの電源に最適なバッテリシステム及びその流れ込み電流遮断方法に関する。
複数の電池セルを積層してなるバッテリシステムが種々の用途に使用されている。このバッテリシステムは、隣接する複数の電池セルを並列に接続することで出力電流を大きくでき、また並列接続された電池セル同士を直列に接続することで出力電力を大きくできる。このため、このバッテリシステムは、大きな出力電力を必要とする用途に好適に採用されている。
このようなバッテリシステムにおいて、リチウムイオン二次電池などの高性能な二次電池を使用する場合、内部短絡により極めて大きな電流が流れて電池セルが熱暴走することも考えて設計する必要がある。熱暴走すると電池温度が急激に上昇して４００℃以上と極めて高温となることもある。とくに、複数の電池セルを積層してなるバッテリシステムは、隣接する電池セルに熱暴走が誘発されると発生する熱エネルギーが急激に増加して安全性を阻害する原因となる。この弊害を防止するために、異常時に電流経路を遮断する安全機構を備えるバッテリシステムが開発されている。このような安全機構としては、電池セルの内圧が上昇した際に電流経路を遮断する電流遮断機構（Current Interrupt Device：以下「ＣＩＤ」という。）などが知られている。（特許文献１参照）
特開２０１０－１５７４５１号公報
ＣＩＤは、電池セルの内部で内部電極と電極端子との間に配置される。このＣＩＤは、正常時にはオン状態にあって内部電極と電極端子とを電気的に接続しているが、電池セルの内圧が予め設計されている所定の値を越えると、オフ状態に切り替えられ、内部電極と電極端子との接続を遮断されるように構成されている。そのため、例えば、ある電池セルが内部短絡などの異常が生じた場合、電池セルの内圧が上昇するため、ＣＩＤが動作し、異常な電池セルを電流経路から切り離すことができるようになっている。しかしながら、内部温度が異常に高くなるとＣＩＤの絶縁材などが溶融して正常な動作が維持できなくなって電流を遮断できなくなる可能性がある。とくに、隣接する電池セルを並列に接続してなるバッテリシステムにおいて、内部短絡した電池セルのＣＩＤが、正常な動作を維持できなくなると、内部短絡した電池セルに並列に接続されている電池セルから内部短絡した電池セルに電流が流れ込むことになる。このような場合、流れ込み電流に起因する電池の温度上昇を抑制することができなくなるため、内部短絡した電池セルがトリガーセルとなって、隣接する電池セルに熱が伝播されて隣接する電池セルが異常発熱するという熱暴走が誘発されることがある。
本発明は、以上の弊害を防止することを目的として開発されたもので、本発明の目的の一つは、並列接続される複数の電池セルを備えるバッテリシステムにおいて、異常な状態になった電池セルと並列に接続されている電池セルの電気接続を遮断し、並列に接続されている電池セルからの流れ込み電流を遮断することで、熱暴走の誘発を確実に阻止して高い安全性を確保できる技術を提供することにある。
本発明のある態様のバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法は、正負の電極端子が設けられ、少なくとも一方の電極端子が絶縁された状態で固定されている封口板を有する複数の角形電池セルと、前記複数の角形電池セルを並列接続する並列接続のバスバーと、前記並列接続のバスバーにより並列に接続される前記角形電池セルの電流経路を遮断可能に構成される安全機構とを備えるバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法であって、並列に接続される前記角形電池セルは、前記正負の電極端子にそれぞれ正負の並列接続のバスバーが接続されてなり、前記角形電池セルが、前記並列接続のバスバーの前記封口板に対向する面と反対側の対向位置の定位置に配置してなるトップカバーを備え、異常時に前記角形電池セルの内圧が上昇して該角形電池セルの封口板が突出変形し、前記トップカバーが、前記突出変形した封口板によって押し出される前記並列接続のバスバーと当接することで、前記並列接続のバスバーが前記封口板に押し付けられ、前記突出変形した封口板と前記正負の並列接続のバスバーが接触することで、異常になった角形電池セルと並列に接続されている角形電池セルの正負の電極端子を短絡させる外部短絡回路を形成し、前記外部短絡回路を介して、前記安全機構を動作させることで、前記異常になった角形電池セルに流れ込む電流を遮断する。
本発明のある態様のバッテリシステムは、封口板に正負の電極端子を設けてなる複数の角形電池セルを積層してなる電池ブロックと、前記角形電池セルの電極端子に接続されて、一部又は全体の該角形電池セルを並列に接続してなる並列接続のバスバーと、前記並列接続のバスバーにより並列に接続される前記角形電池セルの電流経路を遮断可能に構成される安全機構とを備えている。前記角形電池セルの封口板は、該角形電池セルの内部短絡などの異常による内圧上昇で突出形状に変形する金属板で、並列に接続される前記角形電池セルは、前記正負の電極端子にそれぞれ正負の並列接続のバスバーが接続されてなり、前記角形電池セルが、前記並列接続のバスバーの前記封口板に対向する面と反対側の対向位置の定位置に配置してなるトップカバーを備えている。前記並列接続のバスバーは、前記トップカバーと前記封口板との間に配置され、前記封口板と前記並列接続のバスバーと前記トップカバーが、前記封口板の突出形状に変形する状態において、前記トップカバーによって前記並列接続のバスバーが突出形状の前記封口板に押し付けられて、前記正負の並列接続のバスバーが前記封口板に接触して短絡される位置に配置されている。
さらに、以上の態様の構成要素を備えたバッテリシステムを備える電動車両は、前記バッテリシステムと、該バッテリシステムから電力供給される走行用のモータと、該バッテリシステム及び前記モータを搭載してなる車両本体と、該モータで駆動されて前記車両本体を走行させる車輪とを備えている。
さらに、以上の態様の構成要素を備えたバッテリシステムを備える蓄電装置は、前記バッテリシステムと、該バッテリシステムへの充放電を制御する電源コントローラを備え、前記電源コントローラが外部からの電力による前記角形電池セルへの充電を可能とすると共に、該電池セルに対し充電を行うよう制御している。
本発明のバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法とバッテリシステムは、内部短絡などの異常により熱暴走した角形電池セル（トリガーセル）に並列に接続している並列電池の熱暴走の誘発を確実に阻止して高い安全性を確保する。それは、内部短絡などの異常により内圧上昇した角形電池セル（トリガーセル）が内圧上昇で封口板を突出するように変形し、突出する封口板が、これに固定している電極端子に接続している正負の並列接続のバスバーを短絡し、並列接続のバスバーが短絡されてトリガー角形電池セルの短絡抵抗を小さくして、このトリガー角形電池セルに並列に接続している並列電池が流れ込み電流を流して安全機構を動作させて並列電池の流れ込み電流を遮断するからである。
本発明の一実施形態にかかるバッテリシステムの斜視図である。 図１に示すバッテリシステムの並列電池ユニットの分解斜視図である。 並列接続している角形電池セルの接続状態を示す概略構成図である。 内部短絡した角形電池セル（トリガー電池）を示す概略図である。 角形電池セル及びトップカバーの他の一例を示す断面図である。 ヒューズ部を備える並列接続のバスバーの一例を示す分解斜視図である。 エンジンとモータで走行するハイブリッドカーにバッテリシステムを搭載する例を示すブロック図である。 モータのみで走行する電気自動車にバッテリシステムを搭載する例を示すブロック図である。 蓄電装置にバッテリシステムを使用する例を示すブロック図である。
まず、本発明の一つの着目点について説明する。複数の電池セルを積層してなるバッテリシステムは、隣接する二次電池を並列に接続して出力電流を大きくしているが、このバッテリシステムにあっては、いずれかの電池セルが内部短絡などにより異常発熱すると、内部短絡した電池セル（トリガー電池）に並列に接続している電池セルが、トリガー電池セルで外部短絡されると過大なショート電流（流れ込み電流と呼ぶ）が流れて熱暴走することがある。内部短絡などで異常発熱した電池セルの内部抵抗と、この電池セルに並列接続している電池セルの内部抵抗が極めて小さくなる場合があるので、トリガー電池セルに並列接続している電池セルの流れ込み電流も極めて大きな電流となって、熱暴走を誘発する原因となる。並列接続された電池セルの熱暴走の誘発は、発生する熱エネルギーが極めて大きくなって安全性を阻害する原因となる。
過大電流が流れる状態での電流遮断は、各々の電池セルにヒューズを連結して実現できる。しかしながら、負荷電流が大幅に変動するバッテリシステムにあっては、負荷電流のピーク値でヒューズが溶断すると負荷に電力を供給できなくなるので、内部短絡などの過大電流では確実にヒューズを溶断して、負荷電流のピーク値では溶断されないように、ヒューズの溶断電流を設定するのが現実的には極めて難しい。異常時の過大電流で確実に溶断されるように溶断電流を設定すると、瞬間的に流れる負荷のピーク電流で溶断されることがあり、反対に負荷のピーク電流で溶断されないように溶断電流を設定すると、異常時の過大電流で溶断できないことがあるからである。また、各々の電池セルと直列にヒューズを接続するバッテリシステムは、ヒューズの電気抵抗によって無駄に電力が消費されるので、ヒューズによる電力損失を無視できず電力の利用効率が低下する弊害も発生する。
以上の通り、複数の電池セルを並列に接続する構成のバッテリシステムにおいては、いずれかの電池セルが熱暴走をすると、このトリガー電池セルに並列接続された電池セルの接続を速やかに遮断して複数の電池セルの熱暴走の誘発を確実に阻止することが重要となる。とくに、電池セルの異常を速やかに検出して、確実に流れ込み電流を阻止して高い安全性を確保できる方法及び構成を検討することが重要である。
本発明のある態様のバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法は、以下の方法により特定されてもよい。流れ込み電流遮断方法は、封口板１２に正負の電極端子１３を設けてなる複数の角形電池セル１を積層してなる電池ブロック２と、角形電池セル１の電極端子１３に接続されて、一部又は全体の角形電池セル１を並列に接続してなる並列接続のバスバー５Ｘと、並列接続のバスバー５Ｘにより並列に接続される角形電池セル１の電流経路を遮断可能に構成される安全機構６とを備えるバッテリシステムの流れ込み電流を遮断する方法であって、角形電池セル１の封口板１２を、角形電池セル１の温度上昇で内圧が上昇して突出形状に変形する金属板とし、電極端子１３の少なくとも一方を絶縁して封口板１２に固定し、封口板１２との対向位置に封口板１２から離してトップカバー９を定位置に配置して、トップカバー９と封口板１２との間に並列接続のバスバー５Ｘを配置し、角形電池セル１の何れかが内部短絡などの原因により熱暴走して内圧上昇すると、内部短絡などにより熱暴走した電池（トリガー電池と呼ぶ）の封口板１２が突出形状に変形して、突出形状の封口板１２が並列接続のバスバー５Ｘを押し出し、押し出しされる並列接続のバスバー５Ｘが定位置にあるトップカバー９で封口板１２の表面に押し付けて、並列接続のバスバー５Ｘが封口板１２を介して外部短絡し、トリガー電池に並列接続してなる並列電池の外部短絡回路１５を構成し、この外部短絡回路１５により並列電池が流れ込み電流を流して安全機構６を動作させて電流を遮断するようにしている。
上記の方法によれば、角形電池セルの封口板に、内部短絡などの異常による内圧上昇で変形する金属板を使用し、内部短絡などの異常で内圧が上昇すると封口板を突出するように変形させて、突出する封口板を電極端子に固定している並列接続のバスバーに接触させて、封口板を介して正負の並列接続のバスバーを短絡する。正負の並列接続のバスバーが封口板を介して短絡されると、短絡抵抗は著しく小さくなる。内部短絡したトリガー電池の短絡抵抗が小さくなると、この電池に並列に接続している電池の外部短絡回路の短絡抵抗が小さくなり、並列電池の流れ込み電流が著しく増加する。この流れ込み電流が安全機構を動作させて電流を遮断する。以上の状態で並列電池の流れ込み電流を遮断する。すなわち、封口板の変形を検出して並列電池の流れ込み電流を遮断するので、ヒューズのように電池と直列に電流を遮断する素子を接続する必要がなく、ヒューズのように無駄な電力を消費することなく、並列電池の流れ込み電流を確実に遮断できる。また、内部短絡した電池は過大電流によって内圧上昇するので、この内圧上昇で変形する封口板の変形で流れ込み電流を遮断することで、並列電池の流れ込み電流を確実に遮断できる特徴も実現する。
また、バッテリシステムの流れ込み電流遮断方法は、安全機構６を角形電池セル１に内蔵してなるＣＩＤ９とする構成としてもよい。上記方法によれば、角形電池セルに内蔵されたＣＩＤを安全機構として電流を遮断するので、専用の安全機構を使用することなく構造を簡単にして安価に製造できる。
さらに、バッテリシステムの流れ込み電流遮断方法は、安全機構６を並列接続のバスバー５Ｘに設けてなるヒューズ部７とする構成としてもよい。上記方法によれば、並列接続のバスバーにヒューズ部を設けることで、簡単な構造としながら、並列電池の流れ込み電流を確実に遮断できる特徴を実現する。とくに、この方法は、並列接続のバスバーを封口板で短絡することで並列接続のバスバーに流れる過大電流によってヒューズ部を溶断する。このため、従来のように、電池セルに直列に接続されたヒューズで電流を遮断する場合と異なり、並列接続のバスバーと封口板で形成される短絡回路により並列電池を短絡するので、並列接続のバスバーには、極めて大きな流れ込み電流が流れ、これによりヒューズ部を確実に瞬断して流れ込み電流を遮断できる。
さらにまた、バッテリシステムの流れ込み電流遮断方法は、封口板１２に、一対の電極端子１３を絶縁状態で固定する構成としてもよい。
本発明のある態様のバッテリシステムは、封口板１２に正負の電極端子１３を設けてなる複数の角形電池セル１を積層してなる電池ブロック２と、角形電池セル１の電極端子１３に接続されて、一部又は全体の角形電池セル１を並列に接続してなる並列接続のバスバー５Ｘと、並列接続のバスバー５Ｘにより並列に接続される角形電池セル１の電流経路を遮断可能に構成される安全機構６とを備えている。角形電池セル１の封口板１２は、角形電池セル１の内圧上昇で突出形状に変形する金属板で、角形電池セル１が並列接続のバスバー５Ｘの封口板１２に対向する面と反対側の対向位置の定位置に配置してなるトップカバー９を備えている。並列接続のバスバー５Ｘは、トップカバー９と封口板１２との間に配置され、封口板１２と並列接続のバスバー５Ｘとトップカバー９が、封口板１２の突出形状に変形する状態において、トップカバー９によって並列接続のバスバー５Ｘが突出形状の封口板１２に押し付けられて、並列接続のバスバー５Ｘが封口板１２を介して短絡される位置に配置されている。
上記の構成によれば、角形電池セルの封口板に、内部短絡などによる温度上昇に起因する内圧上昇で変形する金属板を使用し、内圧上昇で封口板が突出形状に変形する状態において、トップカバーによって並列接続のバスバーを突出形状の封口板に押し付けて、封口板を介して正負の並列接続のバスバーを短絡する。正負の並列接続のバスバーが封口板を介して短絡されると、短絡抵抗は著しく小さくなる。内部短絡したトリガー電池の短絡抵抗が小さくなると、この電池に並列に接続している電池の短絡抵抗が小さくなり、並列電池の流れ込み電流が著しく増加する。流れ込み電流が増加した並列電池は、この流れ込み電流が安全機構を動作させて電流を遮断する。以上の状態で並列電池の流れ込み電流を遮断する。すなわち、封口板の変形を検出して並列電池の流れ込み電流を遮断するので、ヒューズのように電池と直列に電流を遮断する素子を接続する必要がなく、ヒューズのように無駄な電力を消費することなく、並列電池の流れ込み電流を確実に遮断できる。また、トリガー電池は過大電流などが原因で内圧上昇するので、この内圧上昇で変形する封口板の変形で流れ込み電流を遮断することで、並列電池の流れ込み電流を確実に遮断できる特徴も実現する。
また、バッテリシステムは、安全機構６を、角形電池セル１に内蔵してなるＣＩＤ８としてもよい。上記構成によれば、角形電池セルに内蔵されたＣＩＤを安全機構として電流を遮断するので、専用の安全機構を使用することなく構造を簡単にして安価に製造できる。
さらに、バッテリシステムは、安全機構６を、並列接続のバスバー５Ｘに設けてなるヒューズ部７としてもよい。上記構成によれば、並列接続のバスバーにヒューズ部を設けることで、簡単な構造としながら、並列電池の流れ込み電流を確実に遮断できる特徴を実現する。とくに、この構造は、並列接続のバスバーを封口板で短絡することで並列接続のバスバーに流れる過大電流によってヒューズ部を溶断する。このため、従来のように、電池セルに直列に接続されたヒューズで電流を遮断する構造と異なり、並列接続のバスバーと封口板で形成される短絡回路により並列電池を短絡するので、並列接続のバスバーには、極めて大きな流れ込み電流が流れ、これによりヒューズ部を確実に瞬断して流れ込み電流を遮断できる。
また、バッテリシステムは、封口板１２と並列接続のバスバー５Ｘとの間に、絶縁層１８を設ける構成としてもよい。絶縁層１８は、内部短絡による発熱で溶融する溶融絶縁層１８Ａとすることが好ましい。
さらに、バッテリーシステムは、角形電池セル１が、内圧が上昇した際にガスを排出するガス弁１４を備え、絶縁層１８を、角形電池セル１のガス弁１４を覆う位置に配置する構成としてもよい。さらにまた、絶縁層１８は、変形する封口板１２と並列接続バスバー５Ｘとに挟まれて破断する位置に配置する構成としてもよい。
さらに、バッテリシステムは、封口板１２に、一対の電極端子１３を絶縁状態で固定する構成としてもよい。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための方法及び構成を例示するものであって、本発明は以下の方法及びものに特定されない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
以下、バッテリシステムの一実施の形態として車両用バッテリシステムに最適な例に基づいて説明する。図１の全体の斜視図に示すバッテリシステム１００は、複数の角形電池セル１を積層してなる電池ブロック２と、電池ブロック２を構成している各々の角形電池セル１の電極端子１３に接続されて、角形電池セル１を並列と直列に接続するバスバー５とを備える。図１のバッテリシステム１００は、角形電池セル１を並列と直列に接続している。バスバー５は、角形電池セル１を並列に接続する並列接続のバスバー５Ｘと、直列に接続する直列接続のバスバー５Ｙとからなる。さらに、バッテリシステム１００は、並列接続のバスバー５Ｘにより並列に接続される角形電池セル１の電流経路を遮断可能に構成される安全機構６を備えている。以上のバッテリシステム１００は、角形電池セル１を並列に接続して出力電流を大きく、直列に接続して出力電圧を高くできる。したがって、バッテリシステム１００は、用途に最適な出力電流と出力電圧となるように、角形電池セル１を並列と直列に接続している。
電池ブロック２は、複数の角形電池セル１を、絶縁性のセパレータ（図示せず）を介して積層している。さらに、電池ブロック２は、積層された複数の角形電池セル１の両側の端面に一対のエンドプレート３を配置し、エンドプレート３をバインドバー４で連結して、複数の角形電池セル１を加圧状態に固定している。
角形電池セル１は、リチウムイオン二次電池などの非水系電解液二次電池である。角形電池セル１をリチウムイオン二次電池とするバッテリシステム１００は、容積と重量に対する充放電容量が大きくできるが、角形電池セル１には、リチウムイオン二次電池に代わって、内部抵抗が小さく大容量、大出力の他の全ての二次電池を使用できる。
角形電池セル１は、図２の分解斜視図に示すように、その厚さを上辺の横幅よりも薄くした金属製の外装缶１１の開口部を封口板１２で密閉している。外装缶１１は金属板を付加絞り加工して、厚みのある矩形状に成形されている。外装缶１１と封口板１２はアルミニウムやアルミニウム合金などの金属板で製作される。封口板１２は、絶縁材（図示せず）を介して外装缶１１の上面開口部を気密に密閉している。さらに、封口板１２は、絶縁材（図示せず）を介して正負の電極端子１３を両端部に固定している。さらにまた、封口板１２は電極端子１３の間にガス弁１４を設けている。ガス弁１４は、外装缶１１の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出して、外装缶１１の破裂を防止する。
封口板１２は、角形電池セル１が内圧上昇する状態で変形する金属板である。封口板１２は、アルミニウム（この明細書においてアルミニウムはアルミニウム合金を含む意味に使用する）等の金属板が使用できる。金属製の封口板１２は、内圧が上昇すると変形する材質と厚さとする。たとえば、アルミニウム合金の封口板１２は、厚さを０．５ｍｍ～２．０ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍ～１．５ｍｍとして、内圧が上昇して変形する。
角形電池セル１は、内圧が異常に上昇すると開弁するガス弁１４を設けて、外装缶１１の破裂を防止できる。図２の角形電池セル１は封口板１２の中央部にガス弁１４を設けている。ガス弁１４は、設定圧力で開弁して内部のガスを排出する。ガス弁１４は、後述する並列電池のＣＩＤ８Ｂが動作して流れ込み電流を遮断した後に開弁するよう開弁する圧力を設定している。なお、本明細書において、並列電池とは、任意の角形電池セルに対して、この角形電池セルと並列に接続されている角形電池セルを意味するものとする。
バッテリシステムは、何れかの角形電池セル１が内部短絡するとき、並列接続している角形電池セル１（以下、単に電池と記載する）の電流経路を遮断可能に構成された安全機構６を動作させて、並列電池の電流を遮断する。図３に示す角形電池セル１は、電流経路を遮断する安全機構６として、大電流が流れると電流を遮断するＣＩＤ８を内蔵している。図３の概略構成図は、隣接して並列に接続している電池の接続状態を示す図である。ただし、この図は、内部短絡して過電流が流れる状態を判りやすくするために、現実には積層して配列される隣接電池を対向する位置に配置して図示している。この図において、上側に位置する角形電池セル１（以下、電池Ａと記載する）が鎖線で示すように内部短絡すると、この電池Ａに並列接続している下側の並列電池である角形電池セル１（以下、電池Ｂと記載する）に流れ込み電流が流れる。内部短絡した電池Ａが、並列電池の電池Ｂの外部短絡回路１５となるからである。いずれかひとつの電池が内部短絡して過大電流が流れて熱暴走を加速し、さらに隣の電池が、外部短絡などによる過大電流で熱暴走すると、熱暴走が複数の電池に誘発されて、短時間に発生する熱エネルギーが著しく大きくなる。バッテリシステムは、以上の弊害を防止するために、電池Ａが内部短絡すると、並列電池である電池ＢのＣＩＤ８Ｂを動作させて、電池Ｂの過大電流を遮断して熱暴走の誘発を阻止する。
図３において、電池Ａが内部短絡すると、電池Ａは正負の電極端子１３に内部短絡抵抗Ｒ１が接続された状態となる。内部短絡抵抗Ｒ１は、電池Ｂの正負の電極端子１３に並列に接続されて、電池Ｂを外部短絡して流れ込み電流を流す。このとき、電池Ｂに流れる流れ込み電流は、内部短絡抵抗Ｒ１の抵抗値で変化する。内部短絡した電池Ａは、流れ込み電流で内圧が上昇して封口板１２を変形させる。変形する封口板１２は、正負のバスバー５を短絡する。この状態になると、正負のバスバー５間の電気抵抗、すなわちバスバー５間の強制短絡抵抗Ｒ２は極めて小さくなる。強制短絡抵抗Ｒ２は電池Ｂに接続されて、電池Ｂに大きな流れ込み電流を流して、内蔵するＣＩＤ８Ｂを確実に動作して、電流を遮断する。
以上のバッテリシステムは、電池Ａの内部短絡で電池Ｂの内蔵ＣＩＤ８Ｂを動作させて、電池Ｂの流れ込み電流を遮断して、電池Ｂの熱暴走を防止する。このバッテリシステムは、電池Ｂの内部短絡抵抗Ｒ１の抵抗値によらず、電池Ｂの電流を確実に遮断する。内部短絡した電池Ａの内部短絡抵抗Ｒ１が、電池Ｂの内蔵ＣＩＤ８Ｂを確実に動作できるとすれば、正負のバスバー５を封口板１２で短絡する必要はない。電池の内部短絡抵抗Ｒ１の抵抗値は、内部短絡した状態で変化して一定ではない。内部短絡抵抗Ｒ１が、内部短絡した電池Ａを熱暴走させて、電池Ｂの内蔵ＣＩＤ８Ｂを動作できない電流値であると、電池Ｂの流れ込み電流を遮断できない。ＣＩＤ８Ｂで流れ込み電流を遮断できない電池Ｂは、流れ込み電流で熱暴走することがある。
バッテリシステムは、何れかの電池が内部短絡する状態において、この電池に並列接続している並列電池のＣＩＤ８Ｂを確実に動作させて、電池ＢのＣＩＤ８Ｂを確実に動作させるために、内部短絡した電池Ａが内部短絡すると、内部短絡抵抗Ｒ１と並列に、正負の並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２に接触させて、強制短絡抵抗Ｒ２を接続する。内部短絡抵抗Ｒ１に強制短絡抵抗Ｒ２が並列に接続されると、電池Ｂの正負の電極端子１３と並列に接続される外部接続抵抗Ｒの抵抗値は小さくなる。強制短絡抵抗Ｒ２は、電気抵抗の小さい金属板からなる正負の並列接続のバスバー５Ｘが、金属板の封口板１２に接触する状態における並列接続のバスバー５Ｘ間の電気抵抗で、極めて小さくなる。強制短絡抵抗Ｒ２は、電池Ｂの外部短絡回路１５となって、電池Ｂに大きな流れ込み電流を流して、内蔵するＣＩＤ８Ｂを確実に動作させて電流を遮断する。
並列電池のＣＩＤ８Ｂを流れ込み電流で動作させて電流を遮断するために、角形電池セル１は、封口板１２を、電池の内部短絡による内圧上昇で突出形状に変形する金属板として、内部にはＣＩＤ８Ｂを内蔵している。内部短絡した角形電池セル１にもＣＩＤ８Ａを設けているが、このＣＩＤ８Ａは、異常な温度上昇で絶縁が破壊されて電流を遮断できない。内部短絡などにより内圧上昇した角形電池セル１に並列接続している角形電池セル１は、過大な流れ込み電流によってＣＩＤ８Ｂを正常に動作して電流を遮断する。それは、角形電池セル１に並列接続している角形電池セル１は、それ自体が内部短絡などをしているわけではないので内部は異常な状態ではなく、外部短絡による過大な流れ込み電流でＣＩＤ８Ｂが正常に動作して電流を遮断できるからである。
ＣＩＤ８は、密閉された外装缶１１の内部にあって、電極端子１３と電極板（図示せず）との間に接続されている。ＣＩＤ８は、大きな流れ込み電流が流れて密閉された外装缶１１の内圧が上昇すると動作して電流を遮断する。さらに、内部短絡した電池Ａに並列接続している電池Ｂに内蔵するＣＩＤ８Ｂを流れ込み電流で確実に動作させるために、封口板１２との対向位置に正負の並列接続のバスバー５Ｘを配置している。さらに、封口板１２が突出形状に変形する状態で、正負の並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２の表面に押し付けるために、封口板１２との対向位置にトップカバー９を定位置に配置して、トップカバー９と封口板１２との間に並列接続のバスバー５Ｘを配置している。この角形電池セル１は、封口板１２と並列接続のバスバー５Ｘとトップカバー９を、図４の部分拡大図に示すように、封口板１２が突出形状に変形する状態において、トップカバー９が並列接続のバスバー５Ｘを突出形状の封口板１２に押し付けて、正負の並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２を介して短絡する位置に配置している。
図３において、電池Ａが内部短絡しない正常な状態で、並列接続のバスバー５Ｘは封口板１２に接触しない。したがって、並列接続のバスバー５Ｘは封口板１２の対向位置にあって封口板１２から離して配置される。図３の角形電池セル１は、正常な使用状態、いいかえると内部短絡しない状態で、並列接続のバスバー５Ｘと封口板１２とを確実に絶縁するために、並列接続のバスバー５Ｘと封口板１２との間に絶縁層１８を設けている。絶縁層１８は、変形する封口板１２と並列接続バスバー５Ｘとに挟まれて破断する位置に配置されている。この絶縁層１８は、内部短絡などによる発熱で溶融する溶融絶縁層１８Ａとしている。溶融絶縁層１８Ａは、内部短絡などをした電池Ａの熱で溶融して、並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２に接触させる。この溶融絶縁層１８Ａは、電池の内部短絡などによる発熱で溶融する熱可塑性樹脂で製作される。図２に示す溶融絶縁層１８Ａは、角形電池セル１のガス弁１４を覆う位置に配置している。この位置に配置される溶融絶縁層１８Ａは、電池の異常時に開弁されるガス弁１４から排出されるガスにより確実に溶融されて除去される。したがって、ガス弁１４が開弁される状態では確実に並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２に接触させて並列電池の流れ込み電流を遮断できる。以上のように、溶融絶縁層１８Ａを設けた角形電池セル１は、内部短絡などをしない正常な状態で、並列接続のバスバー５Ｘが封口板１２に接触する弊害を防止しながら、内部短絡などの異常発熱時に溶融して確実に並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２に接触できる特徴がある。ただ、絶縁層１８は必ずしも設ける必要はなく、内部短絡などをしない状態で並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２から離して配置する構造とすることもできる。
トップカバー９は、封口板１２が突出形状に変形する状態で、確実に並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２に接触させるために配置されている。図２及び図３に示すトップカバー９は、押圧部９Ａと固定部９Ｂとを直角に連結してなるＬ字状の絶縁板で、固定部９Ｂの一端を外装缶１１の外周面に固定して、押圧部９Ａを並列接続のバスバー５Ｘとの対向位置に配置している。押圧部９Ａは固定部９Ｂを介して定位置に配置されるので、封口板１２が突出形状に変形しても位置ずれせず、突出形状に変形する封口板１２で押し出される並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２に向かって押し付ける。
図２に示す並列接続のバスバー５Ｘは、互いに隣接する角形電池セル１の対向する電極端子１３に接続される一対の接続部５ａと、一対の接続部５ａ同士を連結する連結部５ｂとを備えている。この並列接続のバスバー５Ｘは、一対の接続部ａを互いに平行に配置すると共に、これらの接続部５ａの一端を連結部５ｂで連結する構造として、全体の形状をコ字状としている。各々の接続部５ａは、封口板１２の長手方向に延びる平板状であって、封口板１２に対して平行な姿勢で配置されている。連結部５ｂは、一対の接続部５ａに対して交差する姿勢で連結されると共に、封口板１２に対して起立姿勢となるように折曲されている。
この並列接続のバスバー５Ｘは、一対の接続部５ａの先端部を隣接する電極端子１３にそれぞれ電気接続すると共に、連結部５ｂを封口板１２の中央部であって、ガス弁１４の近傍に配置するようにしている。さらに、図２に示す並列接続のバスバー５Ｘは、接続部５ａと連結部５ｂとの境界部分を封口板１２に向かって突出する形状に加工して突出部５ｃを設けている。この並列接続のバスバー５Ｘは、接続部５ａを封口板１２に対して平行な姿勢で配置しながら、連結部５ｂとの境界部分に設けた突出部５ｃを封口板１２に向かって突出する形状とすることで、突出形状に変形する封口板１２で押圧される状態では、この突出部５ｃを封口板１２に接触させて並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２で短絡させるようにしている。
以上の形状の並列接続のバスバー５Ｘは、封口板１２に向かって突出する突出部５ｃを接続部５ａに設けており、この突出部５ａを突出形状に変形する封口板１２に接触させることにより、並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２で短絡させる。ただ、バッテリシステムは、図５に示すように、接続部５ａを平板状として、封口板１２に突出部１２ａを形成することもできる。この構造も、封口板１２が突出形状に変形する状態で、封口板１２から突出する突出部１２ａを並列接続のバスバー５Ｘの接続部５ａに接触させて、並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２で短絡させる。
さらに、図２に示すトップカバー９は、封口板１２に対して起立姿勢に配置される並列接続のバスバー５Ｘの連結部５ｂを案内する開口部９Ｃを押圧部９Ａの中央部に開口して設けている。並列接続のバスバー５Ｘを介して並列接続された角形電池セル１同士は並列電池ユニット１０を構成しており、互いに隣接する並列電池ユニット１０は、開口部９Ｃから突出する連結部５ｂが直列接続のバスバー５Ｙで連結される。この構造のトップカバー９は、開口部９Ｃから表出する並列接続のバスバー５Ｘを簡単に接続して複数の並列電池ユニット１０を直列に接続できる。ただ、トップカバー９は、図５に示すように、並列接続のバスバー５Ｘの上方であって起立姿勢で配置される連結部５ｂの上端をカバーするカバー部９Ｄを設けることもできる。この構造のトップケース９は、並列接続のバスバー５Ｘの接続部５ａを押圧部９Ａで押圧し、連結部５ｂをカバー部９Ｄで押圧するので、突出変形する封口板１２で押し出される並列接続のバスバー５Ｘを封口板１２に向かってより確実に押し付けることができる。
以上のバッテリシステムは、内部短絡などをした角形電池セル１に並列接続している角形電池セル１に設けたＣＩＤ８Ｂを安全機構６としており、いずれかの角形電池セル１が内部短絡する状態では、この角形電池セル１と並列に接続された並列電池に設けたＣＩＤ８Ｂを動作させて並列電池の流れ込み電流を遮断する。
さらに、バッテリシステムは、並列接続のバスバー５Ｘにより並列に接続される角形電池セル１の電流経路を遮断する安全機構６を、並列接続のバスバー５Ｘに設けたヒューズ部７とすることもできる。図６に示す並列接続のバスバー５Ｘは、その中間部分であって、連結部５ｂの中央部にヒューズ部７を設けている。図に示す並列接続のバスバー５Ｘは、連結部５ｂを構成する金属板の両側に切欠部５ｄを設けて中央部に幅狭部５ｅを設けており、この幅狭部５ｅを過大な流れ込み電流で溶断されるヒューズ部７としている。とくに、このように、並列接続のバスバー５Ｘに形成されるヒューズ部７は、金属製の並列接続のバスバー５Ｘと封口板１２とで形成される短絡回路により並列電池を短絡するので、並列接続のバスバー５Ｘには、極めて大きな流れ込み電流が流れて、これによりヒューズ部７を確実に瞬断してできる。
なお、並列接続のバスバー５Ｘに形成されるヒューズ部７は、並列電池に流れる過大な流れ込み電流による発熱で溶断されるが、この並列接続のバスバー５Ｘには、内部短絡した角形電池セル１の発熱が熱伝導されて加熱されるので、この熱によりヒューズ部７が加熱される結果、溶断が促進されて、短時間で速やかに溶断される効果もある。
ただ、並列接続のバスバーに設けるヒューズ部は、図示しないが、金属板である連結部の一部をプレス加工や切削加工により薄く形成して実質的な断面積を小さくして、過大な流れ込み電流で溶断されるヒューズ部としてもよい。
図１のバッテリシステム１００は、並列接続のバスバー５Ｘで複数の角形電池セル１を並列に接続して並列電池ユニット１０とし、さらに、並列電池ユニット１０を直列接続のバスバー５Ｙで直列に接続している。図１のバッテリシステム１００は、バスバー５を介して、隣接する２個の角形電池セル１を並列に接続して並列電池ユニット１０とし、さらに、隣接する並列電池ユニット１０を直列に接続している。ただし、本発明のバッテリシステムは、必ずしも２個の角形電池セルを接続して並列電池ユニットとすることなく、３個以上の角形電池セルを接続して並列電池ユニットとし、あるいは全体の角形電池セルを並列に接続することもできる。
以上のバッテリシステムは、電動車両を走行させるモータに電力を供給する車両用の電源に最適である。バッテリシステムを搭載する電動車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、あるいはモータのみで走行する電気自動車等の電動車両が利用でき、これらの電動車両の電源として使用される。
（ハイブリッド車用バッテリシステム）
図７に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車にバッテリシステムを搭載する例を示す。この図に示すバッテリシステムを搭載した車両ＨＶは、車両本体９０と、車両本体９０を走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給するバッテリシステム１００と、バッテリシステム１００の電池を充電する発電機９４と、モータ９３とエンジン９６で駆動されて車両本体９０を走行させる車輪９７とを備えている。バッテリシステム１００は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、バッテリシステム１００の電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ９３は、バッテリシステム１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、バッテリシステム１００の電池を充電する。
（電気自動車用バッテリシステム）
また、図８に、モータのみで走行する電気自動車にバッテリシステムを搭載する例を示す。この図に示すバッテリシステムを搭載した車両ＥＶは、車両本体９０と、車両本体９０を走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給するバッテリシステム１００と、このバッテリシステム１００の電池を充電する発電機９４、モータ９３で駆動されて車両本体９０を走行させる車輪９７とを備えている。モータ９３は、バッテリシステム１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、バッテリシステム１００の電池を充電する。
（蓄電用バッテリシステム）
さらに、本発明はバッテリシステムの用途を電動車両に搭載するバッテリシステムには特定せず、たとえば、太陽光発電、風力発電などの自然エネルギーを蓄電する蓄電装置用のバッテリシステムとして使用でき、また深夜電力を蓄電する蓄電装置用のバッテリシステムのように、大電力を蓄電する全ての用途に使用できる。例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光や深夜電力等で充電し、必要時に放電する電源システム、あるいは日中の太陽光を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機用のバックアップ電源等にも利用できる。このような例を図９に示す。なお、図９に示す蓄電装置としての使用例では、所望の電力を得るために、上述したバッテリシステムを直列や並列に多数接続して、さらに必要な制御回路を付加した大容量、高出力の蓄電装置８０を構築した例として説明する。
図９に示す蓄電装置８０は、複数のバッテリシステム１００をユニット状に接続して電源ユニット８２を構成している。各バッテリシステム１００は、複数の角形電池セルが直列及び／又は並列に接続されている。各バッテリシステム１００は、電源コントローラ８４により制御される。この蓄電装置８０は、電源ユニット８２を充電用電源ＣＰで充電した後、負荷ＬＤを駆動する。このため蓄電装置８０は、充電モードと放電モードを備える。負荷ＬＤと充電用電源ＣＰはそれぞれ、放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳを介して蓄電装置８０と接続されている。放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳのＯＮ／ＯＦＦは、蓄電装置８０の電源コントローラ８４によって切り替えられる。充電モードにおいては、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＦＦに切り替えて、充電用電源ＣＰから蓄電装置８０への充電を許可する。また充電が完了し満充電になると、あるいは所定値以上の容量が充電された状態で負荷ＬＤからの要求に応じて、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＦＦに、放電スイッチＤＳをＯＮにして放電モードに切り替え、蓄電装置８０から負荷ＬＤへの放電を許可する。また、必要に応じて、充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＮにして、負荷ＬＤの電力供給と、蓄電装置８０への充電を同時に行うこともできる。
蓄電装置８０で駆動される負荷ＬＤは、放電スイッチＤＳを介して蓄電装置８０と接続されている。蓄電装置８０の放電モードにおいては、電源コントローラ８４が放電スイッチＤＳをＯＮに切り替えて、負荷ＬＤに接続し、蓄電装置８０からの電力で負荷ＬＤを駆動する。放電スイッチＤＳはＦＥＴ等のスイッチング素子が利用できる。放電スイッチＤＳのＯＮ／ＯＦＦは、蓄電装置８０の電源コントローラ８４によって制御される。また電源コントローラ８４は、外部機器と通信するための通信インターフェースを備えている。図９の例では、ＵＡＲＴやＲＳ－２３２Ｃ等の既存の通信プロトコルに従い、ホスト機器ＨＴと接続されている。また必要に応じて、電源システムに対してユーザが操作を行うためのユーザインターフェースを設けることもできる。
各バッテリシステム１００は、信号端子と電源端子を備える。信号端子は、入出力端子ＤＩと、異常出力端子ＤＡと、接続端子ＤＯとを含む。入出力端子ＤＩは、他のバッテリシステム１００や電源コントローラ８４からの信号を入出力するための端子であり、接続端子ＤＯは他のバッテリシステム１００に対して信号を入出力するための端子である。また異常出力端子ＤＡは、バッテリシステム１００の異常を外部に出力するための端子である。さらに電源端子は、バッテリシステム１００同士を直列、並列に接続するための端子である。また電源ユニット８２は、並列接続スイッチ８５を介して出力ラインＯＬに接続されて互いに並列に接続されている。
本発明に係るバッテリシステム及びバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法は、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車等のバッテリシステムとして好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。
１００…バッテリシステム１…角形電池セル２…電池ブロック３…エンドプレート４…バインドバー５…バスバー５Ｘ…並列接続のバスバー５Ｙ…直列接続のバスバー５ａ…切欠部５ｂ…幅狭部５ｃ…段差部５ｄ…切欠部５ｅ…幅狭部６…安全機構７…ヒューズ部８、８Ａ、８Ｂ…ＣＩＤ９…トップカバー９Ａ…押圧部９Ｂ…固定部９Ｃ…開口部９Ｄ…カバー部１０…並列電池ユニット１１…外装缶１２…封口板１２ａ…突出部１３…電極端子１４…ガス弁１５…外部短絡回路１８…絶縁層１８Ａ…溶融絶縁層８０…蓄電装置８２…電源ユニット８４…電源コントローラ８５…並列接続スイッチ９０…車両本体９３…モータ９４…発電機９５…ＤＣ／ＡＣインバータ９６…エンジン９７…車輪ＥＶ…車両ＨＶ…車両ＬＤ…負荷ＣＰ…充電用電源ＤＳ…放電スイッチＣＳ…充電スイッチＯＬ…出力ラインＨＴ…ホスト機器ＤＩ…入出力端子ＤＡ…異常出力端子ＤＯ…接続端子Ｒ…外部接続抵抗Ｒ１…内部短絡抵抗Ｒ２…強制短絡抵抗

Claims (13)

  1. 正負の電極端子が設けられ、少なくとも一方の電極端子が絶縁された状態で固定されている封口板を有する複数の角形電池セルと、
    前記複数の角形電池セルを並列接続する並列接続のバスバーと、
    前記並列接続のバスバーにより並列に接続される前記角形電池セルの電流経路を遮断可能に構成される安全機構と、
    を備えるバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法であって、
    並列に接続される前記角形電池セルは、前記正負の電極端子にそれぞれ正負の並列接続のバスバーが接続されてなり、
    前記角形電池セルが、前記並列接続のバスバーの前記封口板に対向する面と反対側の対向位置の定位置に配置してなるトップカバーを備え、
    異常時に前記角形電池セルの内圧が上昇して該角形電池セルの封口板が突出変形し、
    前記トップカバーが、前記突出変形した封口板によって押し出される前記並列接続のバスバーと当接することで、前記並列接続のバスバーが前記封口板に押し付けられ、
    前記突出変形した封口板と前記正負の並列接続のバスバーが接触することで、異常になった角形電池セルと並列に接続されている角形電池セルの正負の電極端子を短絡させる外部短絡回路を形成し、
    前記外部短絡回路を介して、前記安全機構を動作させることで、前記異常になった角形電池セルに流れ込む電流を遮断することを特徴とするバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法。
  2. 請求項１に記載されるバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法であって、
    前記安全機構を前記角形電池セルに内蔵してなるＣＩＤとしてなることを特徴とするバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法。
  3. 請求項１に記載されるバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法であって、
    前記安全機構を前記並列接続のバスバーに設けてなるヒューズ部としてなることを特徴とするバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法。
  4. 請求項１ないし３のいずれかに記載されるバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法であって、
    前記封口板に、一対の前記電極端子を絶縁状態で固定することを特徴とするバッテリシステムの流れ込み電流遮断方法。
  5. 封口板に正負の電極端子を設けてなる複数の角形電池セルを積層してなる電池ブロックと、
    前記角形電池セルの電極端子に接続されて、一部又は全体の該角形電池セルを並列に接続してなる並列接続のバスバーと、
    前記並列接続のバスバーにより並列に接続される前記角形電池セルの電流経路を遮断可能に構成される安全機構と、
    を備え、
    前記角形電池セルの封口板は、該角形電池セルの内部短絡による内圧上昇で突出形状に変形する金属板で、
    並列に接続される前記角形電池セルは、前記正負の電極端子にそれぞれ正負の並列接続のバスバーが接続されてなり、
    前記角形電池セルが、前記並列接続のバスバーの前記封口板に対向する面と反対側の対向位置の定位置に配置してなるトップカバーを備え、
    前記並列接続のバスバーは前記トップカバーと前記封口板との間に配置され、
    前記封口板と前記並列接続のバスバーと前記トップカバーが、
    前記封口板の突出形状に変形する状態において、前記トップカバーによって前記並列接続のバスバーが突出形状の前記封口板に押し付けられて、前記正負の並列接続のバスバーが前記封口板に接触して短絡される位置に配置されてなることを特徴とするバッテリシステム。
  6. 封口板に正負の電極端子を設けてなる複数の角形電池セルを積層してなる電池ブロックと、
    前記角形電池セルの電極端子に接続されて、一部又は全体の該角形電池セルを並列に接続してなる並列接続のバスバーと、
    前記並列接続のバスバーにより並列に接続される前記角形電池セルの電流経路を遮断可能に構成される安全機構と、
    を備え、
    前記角形電池セルの封口板は、該角形電池セルの内部短絡による内圧上昇で突出形状に変形する金属板で、
    前記角形電池セルが、前記並列接続のバスバーの前記封口板に対向する面と反対側の対向位置の定位置に配置してなるトップカバーを備え、
    前記並列接続のバスバーは前記トップカバーと前記封口板との間に配置され、
    前記封口板と前記並列接続のバスバーと前記トップカバーが、
    前記封口板の突出形状に変形する状態において、前記トップカバーによって前記並列接続のバスバーが突出形状の前記封口板に押し付けられて、前記並列接続のバスバーが前記封口板を介して短絡される位置に配置されてなり、
    前記封口板と前記並列接続のバスバーとの間に、絶縁層を設けてなり、
    前記絶縁層が、内部短絡による発熱で溶融する溶融絶縁層であることを特徴とするバッテリシステム。
  7. 封口板に正負の電極端子を設けてなる複数の角形電池セルを積層してなる電池ブロックと、
    前記角形電池セルの電極端子に接続されて、一部又は全体の該角形電池セルを並列に接続してなる並列接続のバスバーと、
    前記並列接続のバスバーにより並列に接続される前記角形電池セルの電流経路を遮断可能に構成される安全機構と、
    を備え、
    前記角形電池セルの封口板は、該角形電池セルの内部短絡による内圧上昇で突出形状に変形する金属板で、
    前記角形電池セルが、前記並列接続のバスバーの前記封口板に対向する面と反対側の対向位置の定位置に配置してなるトップカバーを備え、
    前記並列接続のバスバーは前記トップカバーと前記封口板との間に配置され、
    前記封口板と前記並列接続のバスバーと前記トップカバーが、
    前記封口板の突出形状に変形する状態において、前記トップカバーによって前記並列接続のバスバーが突出形状の前記封口板に押し付けられて、前記並列接続のバスバーが前記封口板を介して短絡される位置に配置されてなり、
    前記封口板と前記並列接続のバスバーとの間に、絶縁層を設けてなり、
    前記角形電池セルは、内圧が上昇した際にガスを排出するガス弁を備え、
    前記絶縁層は、前記角形電池セルの前記ガス弁を覆う位置に配置されてなることを特徴とするバッテリシステム。
  8. 封口板に正負の電極端子を設けてなる複数の角形電池セルを積層してなる電池ブロックと、
    前記角形電池セルの電極端子に接続されて、一部又は全体の該角形電池セルを並列に接続してなる並列接続のバスバーと、
    前記並列接続のバスバーにより並列に接続される前記角形電池セルの電流経路を遮断可能に構成される安全機構と、
    を備え、
    前記角形電池セルの封口板は、該角形電池セルの内部短絡による内圧上昇で突出形状に変形する金属板で、
    前記角形電池セルが、前記並列接続のバスバーの前記封口板に対向する面と反対側の対向位置の定位置に配置してなるトップカバーを備え、
    前記並列接続のバスバーは前記トップカバーと前記封口板との間に配置され、
    前記封口板と前記並列接続のバスバーと前記トップカバーが、
    前記封口板の突出形状に変形する状態において、前記トップカバーによって前記並列接続のバスバーが突出形状の前記封口板に押し付けられて、前記並列接続のバスバーが前記封口板を介して短絡される位置に配置されてなり、
    前記封口板と前記並列接続のバスバーとの間に、絶縁層を設けてなり、
    前記絶縁層が、変形する前記封口板と前記並列接続のバスバーとに挟まれて破断する位置に配置されてなることを特徴とするバッテリシステム。
  9. 請求項５ないし８のいずれかに記載されるバッテリシステムであって、
    前記安全機構は、前記角形電池セルに内蔵してなるＣＩＤであることを特徴とするバッテリシステム。
  10. 請求項５ないし８のいずれかに記載されるバッテリシステムであって、
    前記安全機構は、前記並列接続のバスバーに設けてなるヒューズ部であることを特徴とするバッテリシステム。
  11. 請求項５ないし１０のいずれかに記載されるバッテリシステムであって、
    前記封口板に、一対の前記電極端子が絶縁状態で固定されてなることを特徴とするバッテリシステム。
  12. 請求項５ないし１０のいずれかに記載されるバッテリシステムを備える電動車両であって、
    前記バッテリシステムと、該バッテリシステムから電力供給される走行用のモータと、該バッテリシステム及び前記モータを搭載してなる車両本体と、該モータで駆動されて前記車両本体を走行させる車輪とを備えることを特徴とするバッテリシステムを備える電動車両。
  13. 請求項５ないし１０のいずれかに記載されるバッテリシステムを備える蓄電装置であって、
    前記バッテリシステムと、該バッテリシステムへの充放電を制御する電源コントローラとを備えており、前記電源コントローラでもって、外部からの電力により前記角形電池セルへの充電を可能とすると共に、該角形電池セルに対し充電を行うよう制御することを特徴とする蓄電装置。
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