JP7468467B2 - 温度測定装置、温度測定方法、電池システム - Google Patents
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Description
本開示は、ラミネート型の電池の温度を測定する温度測定装置及び温度測定方法、並びに組電池に係るラミネート型の電池セルの温度を測定する機能を備えた電池システムに関する。
特許文献１には、互いに電気的に接続された複数の単位電池を有する高出力、大容量バッテリーパックにおいて、単位電池の電圧及び温度を同時に測定する測定用部材が開示されている。この測定用部材は、単位電池の表面に取り付けた温度測定素子、及びプリント回路基板を含んでいる。プリント回路基板は、上端部に、単位電池の電極リード線を接続する電極リード線接続部材に接続されるように形成された突起を有し、下側部分に、温度測定素子をプリント回路基板に取り付けるための接続部分を有している。また、プリント回路基板は、単位電池の電圧測定用電流及び温度測定素子の温度測定用電流が流れる回路を有している。
電池の充放電を制御し、充放電の効率を向上させるために、電池の電極部分の温度を測定することが求められる。組電池を構成する電池セルとして一般的な形態の１つであるラミネート型の電池セルでは、電極部分は電池セルの腹面となる。しかしながら、電池セルが密に配置される組電池において、ラミネート型の電池セルの電極部分に温度センサを取り付けると、電極部分の拘束面圧が不均一となってガス溜まりが発生する虞がある。さらに、例えばリチウムイオン電池では、電池の電解液との境界部にリチウムが析出し、電池の性能や寿命が低下する。
本開示は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、電極部分に直接装置を取り付けることを要することなく、ラミネート型の電池の温度を測定することが可能な温度測定装置及び温度測定方法、並びに、電極部分に直接装置を取り付けることを要することなく、組電池に係るラミネート型の電池セルの温度を測定することが可能な機能を備えた電池システムを提供することを目的とする。
第１の開示は、温度測定装置に関する。この温度測定装置は、側方に延びた扁平な測温部と前記測温部から連続的に延び前記測温部の熱を伝える伝熱部とを有する伝熱部材と、前記測温部との間で挟持力を発生させる挟持部材と、前記伝熱部に接触した状態で固定されている温度センサと、前記伝熱部及び前記温度センサを覆い保持する樹脂部材と、を備えている。
第２の開示は、第１の開示に係る温度測定装置に対して、さらに以下の特徴を含む温度測定装置に関する。
前記挟持部材は、板バネとなる部分により前記測温部との間で挟持力を発生させる。
前記挟持部材は、板バネとなる部分により前記測温部との間で挟持力を発生させる。
第３の開示は、第１又は第２の開示に係る温度測定装置に対して、さらに以下の特徴を含む温度測定装置に関する。
前記樹脂部材は、持ち手部分を有している。
前記樹脂部材は、持ち手部分を有している。
第４の開示は、第１乃至第３のいずれか１つの開示に係る温度測定装置に対して、さらに以下の特徴を含む温度測定装置に関する。
前記伝熱部と前記樹脂部材との間に配置する断熱部材をさらに備えている。
前記伝熱部と前記樹脂部材との間に配置する断熱部材をさらに備えている。
第５の開示は、第１乃至第４のいずれか１つの開示に係る温度測定装置に対して、さらに以下の特徴を含む温度測定装置に関する。
前記測温部及び前記挟持部材は、絶縁被膜が施されている。
前記測温部及び前記挟持部材は、絶縁被膜が施されている。
第６の開示は、ラミネート型の電池の温度を測定する温度測定方法に関する。
この温度測定方法は、側方に延びた扁平な測温部と前記測温部から連続的に延び前記測温部の熱を伝える伝熱部とを有する伝熱材の前記測温部を、前記電池のタブ端子の近傍となるラミネートフィルムのシール部分に接触させ、前記シール部分を挟持材と前記測温部により挟持し、前記伝熱部に接触させた温度センサにより温度を測定する。
この温度測定方法は、側方に延びた扁平な測温部と前記測温部から連続的に延び前記測温部の熱を伝える伝熱部とを有する伝熱材の前記測温部を、前記電池のタブ端子の近傍となるラミネートフィルムのシール部分に接触させ、前記シール部分を挟持材と前記測温部により挟持し、前記伝熱部に接触させた温度センサにより温度を測定する。
第７の開示は、第６の開示に係る温度測定方法に対して、さらに以下の特徴を含む温度測定方法に関する。
前記シール部分の温度と前記電池の電極部分の温度の相関に基づいて、前記温度センサにより測定した温度から前記電極部分の温度を推定する。
前記シール部分の温度と前記電池の電極部分の温度の相関に基づいて、前記温度センサにより測定した温度から前記電極部分の温度を推定する。
第８の開示は、電池システムに関する。
この電池システムは、ラミネート型の電池セルにより構成される組電池と、前記電池セルの温度を測定する温度測定装置と、を備えている。前記温度測定装置は、側方に延びた扁平な測温部と前記測温部から連続的に延び前記測温部の熱を伝える伝熱部とを有する伝熱部材と、前記測温部との間で挟持力を発生させる挟持部材と、前記伝熱部に接触した状態で固定されている温度センサと、前記伝熱部及び前記温度センサを覆い保持する樹脂部材と、を備えている。そして、前記温度センサは、前記測温部が前記電池のタブ端子の近傍となるラミネートフィルムのシール部分に接触しており、前記シール部分を前記挟持部材と前記測温部により挟持した状態で取り付けられている。
この電池システムは、ラミネート型の電池セルにより構成される組電池と、前記電池セルの温度を測定する温度測定装置と、を備えている。前記温度測定装置は、側方に延びた扁平な測温部と前記測温部から連続的に延び前記測温部の熱を伝える伝熱部とを有する伝熱部材と、前記測温部との間で挟持力を発生させる挟持部材と、前記伝熱部に接触した状態で固定されている温度センサと、前記伝熱部及び前記温度センサを覆い保持する樹脂部材と、を備えている。そして、前記温度センサは、前記測温部が前記電池のタブ端子の近傍となるラミネートフィルムのシール部分に接触しており、前記シール部分を前記挟持部材と前記測温部により挟持した状態で取り付けられている。
第９の開示は、第８の開示に係る電池システムに対して、さらに以下の特徴を含む電池システムに関する。
前記挟持部材は、板バネとなる部分により前記測温部との間で挟持力を発生させる。
前記挟持部材は、板バネとなる部分により前記測温部との間で挟持力を発生させる。
第１０の開示は、第８又は第９の開示に係る電池システムに対して、さらに以下の特徴を含む電池システムに関する。
前記測温部及び前記挟持部材、又は前記測温部の近傍の部分は、絶縁被膜が施されている。
前記測温部及び前記挟持部材、又は前記測温部の近傍の部分は、絶縁被膜が施されている。
本実施形態に係る温度測定装置、温度測定方法、及び電池システムによれば、電極部分に直接装置を取り付けることを要することなく、ラミネート型の電池の温度を測定することができる。特に、電極部分の温度を間接的に測定することができる。また、最も高温となるタブ端子の近傍のシール部分の温度を直接測定することができる。延いては、測定した温度に基づいた充放電の制御を行うことにより、効率化を実現するとともに、電池セルの耐久に係る信頼性を向上させることができる。
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲などの数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数が特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る思想が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構成等は、特に明示した場合や原理的に明らかにそれに特定される場合を除いて、本開示に係る思想に必ずしも必須のものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を附しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
１．組電池
本実施形態に係る温度測定装置は、ラミネート型の電池セルにより構成される組電池に適用される。図１は、本実施形態に係る温度測定装置が適用されるラミネート型の電池セル１１０により構成される組電池１００の例を示す概念図である。
本実施形態に係る温度測定装置は、ラミネート型の電池セルにより構成される組電池に適用される。図１は、本実施形態に係る温度測定装置が適用されるラミネート型の電池セル１１０により構成される組電池１００の例を示す概念図である。
図１に示す組電池１００は、１１個のラミネート型の電池セル１１０が直列に接続されるように構成されている。また、それぞれの電池セル１１０は、放熱板１２０に納められている。放熱板１２０は、例えば、アルミニウムを材料として形成される。
図２は、図１に示す組電池１００を構成するラミネート型の電池セル１１０を示す概念図である。電池セル１１０は、典型的には、リチウムイオン電池である。図２に示すように、ラミネート型の電池セル１１０では、電極、電解液、セパレータ及びその他の電池を構成する材料は、ラミネートフィルム１１１により包まれている。そして、正極及び負極それぞれに対応する２つのタブ端子１１２が電気的に接続することにより、電池セル１１０の充放電が行われる。
ここで、図２中、１１１ａとして示す部分は、電池を構成する材料、特に電極が包まれている部分である（以下、「電極部分１１１ａ」とも称する。）。１１１ｃとして示す部分は、ラミネートフィルム１１１のシールを行っている部分である（以下、「シール部分１１１ｃ」とも称する。）。１１１ｂとして示す部分は、シールが行われていない部分であり、電池セル１１０の充放電や経時劣化に伴って発生するガスの逃げ道となる部分である（以下、「ガスポケット部分１１１ｂ」とも称する。）。
組電池１００の充放電を制御し、充放電の効率を向上させるためには、電極部分１１１ａの温度を測定することが求められる。一方で、電極部分１１１ａは、充電等により膨張する。このため、電池セル１１０が密に配置される組電池１００では、電極部分１１１ａに温度を測定するための装置を直接取り付けると、電極部分１１１ａにかかる面圧が不均一となり、ガス溜まりが発生する虞がある。これにより、例えばリチウムイオン電池では、電池の電解液との境界部にリチウムが析出し、電池の性能や寿命が低下する。このように、電極部分１１１ａに装置を直接取り付けて温度を測定することは適当ではない。
また、ラミネート型の電池セル１１０では、充放電に伴ってシール部分１１１ｃの温度が上昇すると、シールの強度が低下する。シールの強度が過度に低下すると、電池セル１１０の内部で発生したガスの圧力によりラミネートフィルム１１１が開く虞がある。このため、シール部分１１１ｃの温度を測定することは、電池セル１１０の耐久に係る信頼性の向上に寄与する。特に、最も高温となるタブ端子１１２の近傍のシール部分１１１ｃの温度を測定できることが望ましい。
本実施形態に係る温度測定装置及び温度測定方法は、ラミネート型の電池セル１１０により構成される組電池１００において、電極部分１１１ａに直接装置を取り付けることを要することなく、電池セル１１０の温度を測定する。また、タブ端子１１２の近傍のシール部分１１１ｃの温度を測定することができる。以下、本実施形態に係る温度測定装置、及び本実施形態に係る温度測定装置による温度測定方法について説明する。
２．温度測定装置
図３は、本実施形態に係る温度測定装置２００を示す斜視図である。図３の（Ａ）は、温度測定装置２００の外観を示し、図３の（Ｂ）は、温度測定装置２００の内部の構造を示している。
図３は、本実施形態に係る温度測定装置２００を示す斜視図である。図３の（Ａ）は、温度測定装置２００の外観を示し、図３の（Ｂ）は、温度測定装置２００の内部の構造を示している。
温度測定装置２００は、伝熱部材２１０（伝熱材）と、挟持部材２２０（挟持材）と、温度センサ２３０と、樹脂部材２４０と、を備えている。
伝熱部材２１０は、典型的には、アルミニウム、銅、銀等の熱伝導率の高い金属を材料として形成される。伝熱部材２１０は、側方に延びた扁平な測温部２１１と、測温部２１１から連続的に延びた伝熱部２１２と、を有している。ここで、伝熱部材２１０では、伝熱により、測温部２１１と伝熱部２１２の温度は同等となる。
なお、図３においては、測温部２１１はＬ字の形状であるが、測温部２１１はその他の形状であっても良い。例えば、楕円の形状であっても良い。
挟持部材２２０は、伝熱部材２１０の測温部２１１との間で挟持力を発生させる。つまり、挟持部材２２０と測温部２１１との間に物を挟むことができるように構成されている。図３に示す温度測定装置２００では、挟持部材２２０は、板バネとなる部分２２１（以下、「板バネ部分２２１」とも称する。）を有しており、板バネ部分２２１により、測温部２１１との間で挟持力を発生させる。この場合、挟持力は、板バネ部分２２１の弾性変形により生じている。
挟持部材２２０は、典型的には、金属を材料として、板バネ部分２２１の弾性変形量を十分に確保するように形成される。
温度センサ２３０は、接触部分の温度を検出することが可能なセンサ、又は接触部分の温度変化を検出することが可能なセンサである。温度センサ２３０は、例えば、サーミスタ、熱電対等である。温度センサ２３０は、伝熱部材２１０の伝熱部２１２に接触した状態で固定されている。つまり、温度センサ２３０は、伝熱部２１２の温度又は温度変化を検出する。
温度センサ２３０は、リード線２３１を有しており、リード線２３１を介して伝熱部２１２の温度又は温度変化の検出情報を電気信号として出力する。この電気信号を取得することで、直接的又は間接的に伝熱部２１２の温度を測定することができる。ただし、その他の方法で温度センサ２３０の検出情報を取得することができるように構成されていても良い。例えば、温度センサ２３０は小型アンテナを有し、通信により検出情報を出力するように構成されていても良い。
樹脂部材２４０は、伝熱部２１２及び温度センサ２３０を覆い保持する。また樹脂部材２４０は、温度測定装置２００を周囲と絶縁する。樹脂部材２４０は、樹脂（合成樹脂を含む。）を材料として形成される。
樹脂部材２４０は、持ち手部分２４１を有している。持ち手部分２４１により、樹脂部材２４０以外に触れることなく温度測定装置２００を持つことができる。また、持ち手部分２４１により、温度測定装置２００に鉛直方向に力を加えることが容易となる。
なお、温度センサ２３０の固定は、典型的には、伝熱部２１２と樹脂部材２４０との間のポッティングにより行われる。
温度測定装置２００は、測温部２１１を接触させた物体の部分の温度を測定することができる。図４は、温度測定装置２００による温度の測定について説明するための概念図である。ここで、図４に示す矢印は、熱の伝熱方向を示している。
測温部２１１をある物体に接触させたとき、測温部２１１の温度は、伝熱により、接触している物体の部分と同等となる。次に、図４に示すように、測温部２１１の熱が伝熱部２１２に伝わる。つまり、伝熱部２１２の温度も、測温部２１１が接触している物体の部分と同等となる。そして、温度センサ２３０により、伝熱部２１２の温度を測定することで、測温部２１１を接触させた物体の部分の温度を測定することができる。
３．温度測定方法
以下、本実施形態に係る温度測定方法について説明する。本実施形態に係る温度測定方法は、ラミネート型の電池セル１１０の温度を測定する方法であり、温度測定装置２００により行われる。図５は、本実施形態に係る温度測定方法について説明するための概念図である。図５の（Ａ）は、電池セル１１０を対象として見た場合を示し、図５の（Ｂ）は組電池１００を対象として見た場合を示している。また、図５の（Ａ）は、温度測定装置２００を後方から見る場合であり、図５の（Ｂ）は、温度測定装置を前方から見る場合である。
以下、本実施形態に係る温度測定方法について説明する。本実施形態に係る温度測定方法は、ラミネート型の電池セル１１０の温度を測定する方法であり、温度測定装置２００により行われる。図５は、本実施形態に係る温度測定方法について説明するための概念図である。図５の（Ａ）は、電池セル１１０を対象として見た場合を示し、図５の（Ｂ）は組電池１００を対象として見た場合を示している。また、図５の（Ａ）は、温度測定装置２００を後方から見る場合であり、図５の（Ｂ）は、温度測定装置を前方から見る場合である。
本実施形態に係る温度測定方法では、図５の（Ａ）に示すように、測温部２１１を、タブ端子１１２の近傍となるシール部分１１１ｃに接触させる。このとき、温度測定装置２００は、シール部分１１１ｃを挟持部材２２０と測温部２１１により挟持した状態で取り付けられている。なお、温度測定装置２００の取り付けは、持ち手部分２４１を持ち、電池セル１１０に対して押し込むように力を加えることで簡易に行うができる。
これにより、最も高温となるタブ端子１１２の近傍のシール部分１１１ｃの温度を直接測定することができる。
ところで、電池セル１１０の発熱は、充放電に伴う電極で起こる化学反応によるものである。このため、温度測定装置２００により測定するシール部分１１１ｃの温度と、電極部分１１１ａの温度には、一定の相関がある。
そこで、本実施形態に係る温度測定方法では、シール部分１１１ｃの温度と電極部分１１１ａの温度の相関に基づいて、温度測定装置２００により測定したシール部分１１１ｃの温度から、電極部分１１１ａの温度を推定する。ここで、シール部分１１１ｃの温度と電極部分１１１ａの温度の相関は、あらかじめ実験的に確認することにより与えられて良い。あるいは、組電池１００や電池セル１１０の構成から所定のモデル（データに基づくモデルであっても良い）に従って与えられても良い。
これにより、電極部分１１１ａに直接温度測定装置２００を取り付けることを要することなく、電極部分１１１ａの温度を間接的に測定することができる。
また、温度測定装置２００は、板バネ部分２２１により発生する挟持力により取り付けられている。従って、板バネ部分２２１の弾性変形により、ラミネートフィルム１１１が経時によりクリープしても、挟持力を維持することができる。
４．電池システム
温度測定装置２００は、組電池１００に対して必要なときのみ取り付けられても良いし、１つのパッケージとして一体化されていても良い。温度測定装置２００が組電池１００と一体化される場合は、組電池１００に係るラミネート型の電池セル１１０の温度を測定する機能を備えた電池システムが構成される。本実施形態に係る電池システムによれば、温度測定装置２００が電池セル１１０の電極部分１１１ａに直接取り付けられることなく、ラミネート型の電池セル１１０の温度を常時監視することができる。
温度測定装置２００は、組電池１００に対して必要なときのみ取り付けられても良いし、１つのパッケージとして一体化されていても良い。温度測定装置２００が組電池１００と一体化される場合は、組電池１００に係るラミネート型の電池セル１１０の温度を測定する機能を備えた電池システムが構成される。本実施形態に係る電池システムによれば、温度測定装置２００が電池セル１１０の電極部分１１１ａに直接取り付けられることなく、ラミネート型の電池セル１１０の温度を常時監視することができる。
５．効果
以上説明したように、本実施形態に係る温度測定装置２００及び温度測定方法は、電極部分１１１ａに直接装置を取り付けることを要することなく、ラミネート型の電池セル１１０の温度を測定することができる。特に、電極部分１１１ａの温度を間接的に測定することができる。また、最も高温となるタブ端子１１２の近傍のシール部分１１１ｃの温度を直接測定することができる。延いては、測定した温度に基づいた充放電の制御を行うことにより、効率化を実現するとともに、電池セル１１０の耐久に係る信頼性を向上させることができる。
以上説明したように、本実施形態に係る温度測定装置２００及び温度測定方法は、電極部分１１１ａに直接装置を取り付けることを要することなく、ラミネート型の電池セル１１０の温度を測定することができる。特に、電極部分１１１ａの温度を間接的に測定することができる。また、最も高温となるタブ端子１１２の近傍のシール部分１１１ｃの温度を直接測定することができる。延いては、測定した温度に基づいた充放電の制御を行うことにより、効率化を実現するとともに、電池セル１１０の耐久に係る信頼性を向上させることができる。
さらに、電池セル１１０が密に配置される組電池１００においては、拘束面圧が不均一となることなく温度を測定することができる。これにより、温度の測定のために組電池１００により構成されるモジュールやパッケージを大型化することを要しない。延いては、モジュールやパッケージの小型化に寄与する。
また、温度センサ２３０は、測温部２１１の熱の伝達により伝熱部２１２において温度を測定する。これにより、温度センサ２３０の配置の自由度を高めることができる。
また、温度測定装置２００は、シール部分１１１ｃに取り付ける一方で、ガスポケット部分１１１ｂには干渉しないように取り付けることができる。これにより、経時劣化でガスポケット部分１１１ｂが膨張した場合であっても、ラミネートフィルム１１１に損傷を与えてガスが漏洩することがない。
また、温度測定装置２００は、板バネ部分２２１により発生する挟持力により取り付けられる。これにより、ラミネートフィルム１１１が経時によりクリープしても、挟持力を維持することができる。
また、温度測定装置２００の樹脂部材２４０は、持ち手部分２４１を有している。これにより、温度測定装置２００の取り付けを簡易に行うことができる。
なお、本実施形態に係る温度測定装置２００及び温度測定方法は、図１に示す組電池１００に適用することを例として説明したが、その他の構成の組電池１００やモジュール又はパッケージされた電池に好適に採用して良い。例えば、電池セル１１０の接続、電池セル１１０の配列、電池セル１１０の積層構造が異なる組電池１００や、それらがモジュール化又はパッケージ化された電池に好適に採用して良い。
６．変形例
本実施形態に係る温度測定装置２００及び温度測定方法は、以下のように変形した態様を採用しても良い。なお、以下において、前述した内容と重複する説明については適宜省略する。
本実施形態に係る温度測定装置２００及び温度測定方法は、以下のように変形した態様を採用しても良い。なお、以下において、前述した内容と重複する説明については適宜省略する。
６－１．変形例１
温度測定装置２００は、伝熱部２１２と樹脂部材２４０との間に配置する断熱部材をさらに備えていても良い。図６は、本実施形態の変形例１に係る温度測定装置２００を示す斜視図である。図６の（Ａ）は、温度測定装置２００を前方から見た場合を示し、図６の（Ｂ）は、温度測定装置２００を後方から見た場合を示している。
温度測定装置２００は、伝熱部２１２と樹脂部材２４０との間に配置する断熱部材をさらに備えていても良い。図６は、本実施形態の変形例１に係る温度測定装置２００を示す斜視図である。図６の（Ａ）は、温度測定装置２００を前方から見た場合を示し、図６の（Ｂ）は、温度測定装置２００を後方から見た場合を示している。
図６に示すように、変形例１に係る温度測定装置２００は、伝熱部２１２と樹脂部材２４０との間に配置する断熱部材２５０を備えている。これにより、伝熱部材２１０から樹脂部材２４０への伝熱を抑制し、温度センサ２３０による温度の測定誤差を低減することができる。
６－２．変形例２
温度測定装置２００の測温部２１１及び挟持部材２２０は、絶縁被膜が施されていても良い。絶縁被膜は、例えば、アルマイトやカチオン塗装、絶縁フィルム等である。これにより、温度測定装置２００の絶縁性を高めることができる。これは、温度測定装置２００が、周囲との絶縁距離が不足する場合に効果的である。
あるいは、電池システムとして、測温部２１１の近傍の部分に絶縁被膜が施されていても良い。例えば、図７に示すように、測温部２１１の近傍の放熱板１２０の部分１２１に絶縁被膜が施されていても良い。
１００ 組電池
１１０ 電池セル
１１１ ラミネートフィルム
１１１ａ 電極部分
１１１ｂ ガスポケット部分
１１１ｃ シール部分
１１２ タブ端子
１２０ 放熱板
２００ 温度測定装置
２１０ 伝熱部材
２１１ 測温部
２１２ 伝熱部
２２０ 挟持部材
２２１ 板バネ部分
２３０ 温度センサ
２３０ 温度センサ
２４０ 樹脂部材
２４１ 持ち手部分
２５０ 断熱部材
１１０ 電池セル
１１１ ラミネートフィルム
１１１ａ 電極部分
１１１ｂ ガスポケット部分
１１１ｃ シール部分
１１２ タブ端子
１２０ 放熱板
２００ 温度測定装置
２１０ 伝熱部材
２１１ 測温部
２１２ 伝熱部
２２０ 挟持部材
２２１ 板バネ部分
２３０ 温度センサ
２３０ 温度センサ
２４０ 樹脂部材
２４１ 持ち手部分
２５０ 断熱部材
Claims (4)
- ラミネート型の電池の温度を測定する温度測定方法であって、
側方に延びた扁平な測温部と前記測温部から連続的に延び前記測温部の熱を伝える伝熱部とを有する伝熱材の前記測温部を、前記電池のタブ端子の近傍となるラミネートフィルムのシール部分に接触させ、
前記シール部分を挟持材と前記測温部により挟持し、
前記伝熱部に接触させた温度センサにより温度を測定する
ことを特徴とする温度測定方法。 - 請求項１に記載の温度測定方法であって、
前記シール部分の温度と前記電池の電極部分の温度の相関に基づいて、前記温度センサにより測定した温度から前記電極部分の温度を推定する
ことを特徴とする温度測定方法。 - ラミネート型の電池セルにより構成される組電池と、
前記電池セルの温度を測定する温度測定装置と、を備え、
前記温度測定装置は、
側方に延びた扁平な測温部と、前記測温部から連続的に延び前記測温部の熱を伝える伝熱部と、を有する伝熱部材と、
前記測温部との間で挟持力を発生させる挟持部材と、
前記伝熱部に接触した状態で固定されている温度センサと、
前記伝熱部及び前記温度センサを覆い保持する樹脂部材と、を備え、
前記測温部が、前記電池セルのタブ端子の近傍となるラミネートフィルムのシール部分に接触しており、前記シール部分を前記挟持部材と前記測温部により挟持した状態で取り付けられている
ことを特徴とする電池システム。 - 請求項３に記載の電池システムであって、
前記挟持部材は、板バネとなる部分により前記測温部との間で挟持力を発生させる
ことを特徴とする電池システム。
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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