電池モジュール
【課題】異常温度に達した組電池を特定する温度管理を従来に比べて確実に行い、断線異常を発見して良好に安全機構を作動させることの可能な電池モジュールを提供する。
【解決手段】２個以上の素電池または組電池に跨って這設され感熱体は、相互に接近する方向に付勢されて同じ方向に延在する２本の導電線の間に熱可溶性部材を介在させて各導電線を離間させた構造を有し、２本の導電線は先端で連結されており、２本の導電線の少なくとも１本は所定の間隔に所定の抵抗値を有し、素電池または組電池が異常温度に達すると、熱可溶性部材の溶融に伴って導電線同士が近接接触し、当該感熱体が近接接触を導電線同士の短絡として検知する構成とすることにより、断線異常の発見と、異常温度に達した素電池または組電池の特定を行うことが可能となる。
【解決手段】２個以上の素電池または組電池に跨って這設され感熱体は、相互に接近する方向に付勢されて同じ方向に延在する２本の導電線の間に熱可溶性部材を介在させて各導電線を離間させた構造を有し、２本の導電線は先端で連結されており、２本の導電線の少なくとも１本は所定の間隔に所定の抵抗値を有し、素電池または組電池が異常温度に達すると、熱可溶性部材の溶融に伴って導電線同士が近接接触し、当該感熱体が近接接触を導電線同士の短絡として検知する構成とすることにより、断線異常の発見と、異常温度に達した素電池または組電池の特定を行うことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素電池または複数の素電池を有する組電池の異常温度上昇時に素電池からの入出力を遮断する電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電池モジュールは、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、電動工具、電気自動車などの電源として広く用いられている。
【０００３】
電池モジュールは、直列または並列に電気接続された複数の素電池、特にリチウムイオン電池などの二次電池を主として構成されるが、素電池の種類や使用条件等によって、素電池を管理する必要が生じることがある。このため電池モジュールは、場合によっては素電池に加え、温度ヒューズ、温度センサや保護回路を電気的に接続した状態で、これをプラスチックケースや樹脂フィルム等の絶縁素材で被覆して構成される。
【０００４】
保護回路は、例えばリチウムイオン電池等の過充電・過放電を防止するための電圧管理等の目的で用いられる。
【０００５】
温度ヒューズや温度センサは、素電池の温度管理を行うためのものであって、異常温度上昇時における安全機構動作を目的として、電池モジュールのメイン回路における外部入力経路や外部出力経路を遮断するように配設される。例えば特許文献１において、複数の二次電池を薄板テープ状の熱伝導体で共通に熱結合させ、当該熱伝導体の一部領域に温度センサ（サーミスタ素子）を設け、電池の温度管理を行う技術が開示されている。
【０００６】
なお温度ヒューズの種類としては、いわゆるＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）やＮＴＣ素子（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、サーミスタ素子の他、特許文献２に開示されているように、容器内に温度ペレットとリード線、電極線を配した構成を持ち、温度上昇に伴い温度ペレットが昇華することで、リード線と電極線の通電が解かれるようにする技術が考案されている。
【０００７】
また、特許文献３のように、２本の金属線の間に可溶体を介在させ、金属線を離間させて構成される感熱体を、複数の素電池に対して少なくとも２個以上の素電池にわたって熱結合するように配して、各素電池のいずれが異常温度に達しても、バラツキ無く検知できる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３０７１７１号公報
【特許文献２】特開平９−６３４４１号公報
【特許文献３】特開２００８−２８８０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら前記従来の構成では、これに含まれる各素電池について、良好な温度管理がなされているとは言い難い現状にある。
【００１０】
例えば特許文献１の技術では、各素電池を熱導電体で熱結合させ、これを温度センサで間接的に熱管理する構成であるため、センサが設けられる位置から遠ざかるにつれて、その素電池の温度管理にずれが生じやすくなる。
【００１１】
このような温度管理の不備を改善するためには、各素電池のそれぞれに対して、特許文献２に示す温度ヒューズやＰＴＣ素子を熱結合させて、個別管理することが考えられるが、素電池の数に比例して素子が必要となるのでコストの問題も生じるほか、回路構成もその分複雑になる。
【００１２】
また、特許文献３では、素電池のいずれかが異常温度に達したことは検知できるが、異常温度に達した素電池を特定することは困難である。さらに、２本の金属線が同じ方向に延在しているだけであるため、金属線が正常である場合と断線している場合との区別ができず、金属線が断線したとき異常温度になった素電池が発生しても検知することができないことがある。
【００１３】
また、数本の素電池から高温異常になった素電池を素電池の外観から探すことが可能であったとしても、アルミ製の金属ブロックなどに収納された複数の素電池を有する数十個の組電池から高温異常になった素電池及び組電池を探すことは非常に困難である。
【００１４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、比較的低コストでありながら、異常温度に達した素電池、或いは、異常温度に達した素電池を有する組電池を特定して温度管理を従来に比べて確実に行い、断線異常を発見して良好に安全機構を作動させることの可能な電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電池モジュールは、電気的に接続された複数の素電池または組電池を有する電池モジュールであって、長手方向の略全域が感熱域とされ、当該感熱域の任意の部位での異常温度検知を電気信号として取得することのできる長尺状の感熱体が、素電池または組電池の２個以上に跨ってその周面に這設され、素電池または組電池から負荷装置への電流路の開閉を制御する制御部に対し、感熱体から取得される電気信号を制御信号として入力されており、感熱体の感熱域の任意の部位において、素電池または組電池が異常温度に達したときに、当該異常温度検知にかかる電気信号を感熱体より受けた制御部が電流路を遮断する構成であり、感熱体は、相互に接近する方向に付勢されて同じ方向に延在する２本の導電線の間に熱可溶性部材を介在させて各導電線を離間させた構造を有し、２本の導電線は先端で連結されており、２本の導電線の少なくとも１本は所定の間隔に所定の抵抗値を有し、素電池または組電池が異常温度に達すると、熱可溶性部材の溶融に伴って導電線同士が近接接触し、当該感熱体が近接接触を導電線同士の短絡として検知する構成とした。
【００１６】
本構成によって、断線異常の発見と、異常温度に達した素電池または組電池の特定を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電池モジュールによれば、比較的低コストでありながら、異常温度に達した素電池または組電池を特定して温度管理を従来に比べて確実に行い、断線異常を発見して良好に安全機構を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における電池モジュールの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における感熱体の概要図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における感熱体の通常時の概要図、（ｂ）感熱体の高温異常時の概要図
【図４】本発明の実施の形態１における制御回路の構成図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１における螺旋状の感熱体を示す図、（ｂ）帯状の感熱体を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
まず、本発明の電池モジュールの構成について説明する。
【００２０】
図１は本実施の形態１の電池モジュール１００の構成を示す図である。
【００２１】
電池モジュール１００は、複数の素電池１１１を有する組電池１１０、感熱体１２０、抵抗体１３０、リード線１４０、グラステープ１５０、等から構成される。本実施の形態１の電池モジュール１００は、組電池１１０毎に感熱体１２０と抵抗体１３０が配されている点に主な特徴を有するものである。
【００２２】
複数の素電池１１１は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池などの二次電池である。各素電池の内部には所定の発電要素が収納されている。そして、図１に示すように、複数の素電池１１１は、例えば、組電池１１０内で全て同一の方向を向いて配置され並列接続されている。
【００２３】
組電池１１０は、アルミ製の金属ブロック１１２を有し、その金属ブロック１１２の内部に配置された複数個（図１では２０個）の素電池１１１が同じ方向を向いて並列接続されている。
【００２４】
このうち、素電池１１１が並列接続された組電池１１０の負極から隣接する組電池１１０の正極にそれぞれリード線１４０が接続されている。そして、最端の組電池１１０のリード線１４０は、電池モジュール１００の外部にある負荷装置３００と接続されている。
【００２５】
また、組電池１１０毎に組電池１１０の一つの面に感熱体１２０が配置され、感熱体１２０と感熱体１２０との間には抵抗体１３０が配置されている。つまり、複数個の感熱体１２０が間に抵抗体１３０を有しながら電気的にはＵ字に直列接続されている。
【００２６】
ここで、電池モジュール１００の特徴は、複数の組電池１１０の異常温度上昇時における安全機構として、感熱体１２０、抵抗体１３０および制御回路２００等が設けられていることにある。
【００２７】
次に、感熱体１２０について詳細に説明する。図２は本発明の実施の形態１における感熱体の概要図で、図１のＡ部拡大図である。図２に示すように感熱体１２０は、複数の組電池１１０の異常温度検知線として作動するものであって、全体として並行に配された金属線（Ａ線）１２１、金属線（Ｂ線）１２２の間に可溶体１２３を介在させ、前記金属線１２１、１２２を離間させて構成される。
【００２８】
金属線１２１、１２２としては、例えば直径０.５ｍｍ程度の単線を用いる。ここでは金属線（Ａ線）１２１と金属線（Ｂ線）１２２を縒り線状にしている。これらの金属線１２１、１２２は、両者とも直線状のまま用いてもよいが、片方を直線、他方を螺旋状にした形態としてもよく、その形態に限定されない。材料としては、ともに導電性に優れる銅線などを用いるのが望ましい。
【００２９】
可溶体１２３は、通常は固体を維持しているが、所定の高温時に可溶性を呈する材料で構成されている。ここでは、組電池の一般的な異常温度を９０±１０℃とし、この温度域で可溶性を有する材料として、ポリエチレン或いはＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の樹脂を使用している。また、可溶体１２３としては昇華性の温度ペレットを用いることもできる。この構成によって、感熱体１２０の感熱域は、その長さ方向のほぼ全域にわたる。
【００３０】
なお、複数の組電池１１０に用いる素電池１１１として二次電池を使用するので、通常の駆動でも大電流放電時には６０℃付近にまで温度上昇することがあるので、駆動時の正常な温度上昇を考慮して、これより高い温度範囲を異常温度として感熱体１２０が検知できるように設定しておく必要がある。
【００３１】
感熱体１２０における可溶体１２３は、金属線１２１、１２２のみ樹脂を被覆したり、金属線１２１、１２２の全体を樹脂で被覆したりすることにより形成することができる。
【００３２】
金属線１２１、１２２は、一方の先端で連結されており、金属線１２１、１２２の少なくとも一方に所定の間隔毎に所定の抵抗値の抵抗体１３０が配置されている。このとき、例えば、ｎ個の組電池１１０を並べた電池モジュール１００において、金属線（Ａ線）１２１に組電池間距離毎にＡ（ｋΩ）の抵抗体１３０が電池の個数と同じｎ個数配置されている。このとき、金属線１２１、１２２の連結されていない他方の先端間、つまり、制御回路２００に接続される抵抗体１３０の抵抗値は、ｎ×Ａ（ｋΩ）となっている。
【００３３】
図３は本発明の実施の形態１における感熱体の概要図で。図３（ａ）は感熱体の通常時の概要図で、図３（ｂ）は感熱体の高温異常時の概要図である。
【００３４】
図３（ａ）に示す具体例においては、金属線１２１、１２２は可溶体１２３の表面に対して適度な巻き付け強度で螺旋状に巻回されている。このとき金属線１２１、１２２の端部を延伸方向に付勢しておくことが望ましい。金属線１２１、１２２は、可溶体１２３が介設されていることで、通常は絶縁状態に保たれる。
【００３５】
なお、図３では構造の説明上、感熱体１２０の内部構造が見えるように模式的に描いているが、実際は感熱体１２０の全体にわたり可溶体１２３および金属線１２１、１２２が配設されている。
【００３６】
この金属線１２１、１２２の端部は、制御回路２００に接続されている。
【００３７】
以上の構成を持つ感熱体１２０は、全体としてワイヤー状に形成され、図１に示すように、複数の組電池１１０の外周面にわたり共通して配置するように配される。感熱体１２０は組電池１１０の一つの面のほぼ全面に貼着されていればよい。このとき、感熱体１２０の全体が複数の組電池１１０に対して接触し、且つ適度なテンションを保つように貼着される必要がある。
【００３８】
このように複数の組電池１１０に対して配設された感熱体１２０は、これを被覆し、且つ複数の組電池１１０に対して押圧するように、グラステープ１５０（ここでは強度及び耐性に優れるグラステープを用いている）で複数の組電池１１０表面に貼着され、熱結合される。
【００３９】
そして、複数の組電池１１０の少なくともいずれかが高温異常になった素電池１１１を有し、組電池１１０の温度に異常上昇が生じたときは、図３（ｂ）に示すように、感熱体１２０は当該異常温度の発生した複数の組電池１１０に対し、熱結合するように巻回された任意の部分で溶融する。このように可溶体１２３が溶解して状態変化を起こせば、金属線１２１、１２２はグラステープ１５０からの押圧力により近接接触し、短絡して金属線１２１、１２２の連結されていない他方の先端間、つまり、制御回路２００側の抵抗値が、ｎ×Ａ（ｋΩ）よりも低い値になる。ここで、金属線１２１、１２２自体が互いに短絡する方向に十分に付勢されているときは、グラステープ１５０が必須でなくても短絡させることが可能である。
【００４０】
このように短絡が生じると、図１における感熱体１２０の両端の抵抗値が短絡したｍ番目（ｍ＝１〜ｎ）の電池までの抵抗体の個数（ｍ−１個）になるので、抵抗値はｎ×Ａ（ｋΩ）から（ｍ−１）×Ａ（ｋΩ）に低い値になる。
【００４１】
次に、本発明の電池モジュールの制御回路２００について説明する。
【００４２】
図４は、感熱体１２０、複数の組電池１１０に接続された制御回路２００の構成を模式的に示す回路図である。制御回路２００は、電池モジュール１００の各々に接続された計測ＥＣＵ２１０、複数の計測ＥＣＵ２１０から計測データを受信する制御ＥＣＵ２２０、制御ＥＣＵ２２０に対して指示を行う上位ＥＣＵ２３０から構成されている。
【００４３】
制御回路２００の中に配置されている構成を電気自動車に例えると、複数の計測ＥＣＵ２１０と制御ＥＣＵ２２０は電池パック内に配置され、上位ＥＣＵ２３０は自動車の制御コンピュータに配置されている。
【００４４】
計測ＥＣＵ２１０は、電池モジュール１００の各々に対して１つずつ配置されている。そして、計測ＥＣＵ２１０は電池モジュール１００の感熱体１２０の抵抗値を計測部２１１で測定し、測定した抵抗値を通信部２１２から制御ＥＣＵ２２０に送信する。
【００４５】
計測部２１１は、実際には制御電源から接続された複数個の抵抗体１３０の電圧を測定することになるが、本文では便宜上「抵抗値を測定する」と述べる。
【００４６】
例えば、ｎ個の組電池１１０を持った電池モジュール１００の感熱体１２０が、ｎ個の抵抗値Ａ（ｋΩ）の抵抗体を有しているとする。計測ＥＣＵ２１０は、電池モジュール１００が正常であれば、ｎ×Ａ（ｋΩ）の抵抗値を測定する。電池モジュール１００のｍ番目（ｍ＝１〜ｎ）の組電池１１０に高温異常が発生したとき、感熱体１２０の金属線１２１、１２２が近接接触し、抵抗値が（ｍ−１）×Ａ（ｋΩ）となる。
【００４７】
また、電池モジュール１００の感熱体１２０の金属線１２１、１２２がどこかで断線しているとき、抵抗値は無限大と測定する。
【００４８】
制御ＥＣＵ２２０は複数の計測ＥＣＵ２１０から送信された抵抗値を各々受信し、高温異常判定部２２１が受信した複数の電池モジュール１００の抵抗値が所定の抵抗値であるかどうかを判定する。
【００４９】
上記の例で言うと、制御ＥＣＵ２２０はｎ×Ａ（ｋΩ）の抵抗値を受信したとき、所定の抵抗値であると判定し、（ｎ−１）×Ａ（ｋΩ）以下の抵抗値を受信したとき、所定の抵抗値でないと判定する。また、無限大の抵抗値を受信したとき、感熱体１２０の金属線１２１、１２２がどこかで断線していると判定する。
【００５０】
上位ＥＣＵ２３０は、制御ＥＣＵ２２０から高温異常判定の結果を受信し、その判定結果を用いてシステム全体の充放電の許可判定を行う。つまり、電池モジュール１００を負荷装置３００からスイッチ３１０で切離すかどうかを判定する。そして、上位ＥＣＵ２３０は、充放電を許可すべきと判断した場合、スイッチ３１０をオンのままにして、システムを稼動状態にし、充放電を停止すべきと判断した場合、スイッチ３１０をオフにし、システムを停止する。
【００５１】
最後に、本発明の効果について説明する。
【００５２】
以上の構成を持つ本実施の形態１の電池モジュール１００によれば、通常は感熱体１２０の金属線１２１、１２２が計測ＥＣＵ２１０の反対側の先端で接続されているため、感熱体１２０からのデジタル信号は所定の抵抗値であるｎ×Ａ（ｋΩ）が入力される。このとき、上位ＥＣＵ２３０は、充放電許可判定部２３１で充放電を許可し、スイッチ３１０をオンにする。したがって、複数の組電池１１０は、負荷装置３００と通電状態にあり、複数の組電池１１０に対して普通に充電あるいは放電がなされる。
【００５３】
そして、複数の組電池１１０のｍ番目（ｍ＝１〜ｎ）の組電池１１０に故障が発生し、その温度に異常上昇が生じたときは、感熱体１２０からのデジタル信号は所定の抵抗値であるｎ×Ａ（ｋΩ）より小さい（ｍ−１）×Ａ（ｋΩ）が入力される。このとき、上位ＥＣＵ２３０は、充放電許可判定部２３１で充放電を許可し、スイッチ３１０をオフにする。したがって、複数の組電池１１０は、負荷装置３００と不通状態にあり、複数の組電池１１０に対して充電あるいは放電がなされない。そして、高温異常になった組電池１１０をｍ番目の組電池１１０であることを特定することができる。
【００５４】
また、感熱体１２０の金属線１２１、１２２に断線異常が発生したときは、感熱体１２０からのデジタル信号は無限大の抵抗値が入力される。このとき、上位ＥＣＵ２３０は、感熱体１２０に断線異常が発生していることを検知し、システムの使用者にシステムの停止指示や感熱体１２０の交換の警告を促すことができる。
【００５５】
本実施の形態１ではこのような検知作動を行うことにより、各素電池の配設位置に関係なく、複数の組電池１１０の各々に個別に感熱素子を配した場合と同等の高精度で、組電池１１０の各々の異常温度上昇を検知することができる。高温異常が発生したときはそれ以上の通電（本実施形態では充電/放電の両方）が遮断されるので、ユーザーに速やかに後処理を行うよう促す。さらに、高温異常を発生した組電池１１０を特定して修理・交換などを促すことができる。
【００５６】
このように感熱体１２０は、組電池１１０に対して熱結合するように配設されていれば、組電池１１０の配置位置に関係なく、すべての組電池１１０に対して同じ精度でその異常温度上昇を検知することが可能な特徴を有する。したがって、従来のように局所的に感熱素子を設ける技術や、伝熱体を介して検温する構成に比べ、飛躍的に良好な作動が期待できるものである。
【００５７】
さらに、感熱体１２０の断線についても検知することが可能で、より良好に安全機構を作動させることできる。
【００５８】
なお、感熱体１２０の作動にかかる溶解樹脂量は極微量であるため、電池モジュール１００の内部に広く拡散したり、当該パック外に漏れ出すなどの問題を生じる恐れは小さい。
【００５９】
また、感熱体１２０のバリエーションについて説明する。
【００６０】
本発明で用いられる感熱体１２０は、上記図３（ａ）に示したワイヤー状の構成に限定するものではなく、以下に示すように、これ以外の形態で２個以上の組電池１１０に共通して這設できる程度に長尺状に形成されていればよい。
【００６１】
図５は、感熱体１２０のその他の構成例について、具体的なバリエーションを示す部分拡大図である。
【００６２】
図５（ａ）は、直線と螺旋状に形成された金属線（Ａ線）１２１と金属線（Ｂ線）１２２が互いに近接且つ可溶体で絶縁した状態で、可溶体１２３中に両線を保持されてなる感熱体の構成を示す。
【００６３】
金属線１２１、１２２としては、例えば直径０.５ｍｍ程度の単線を用いる。ここでは金属線（Ａ線）１２１を直線、金属線（Ｂ線）１２２を螺旋状にしている。
【００６４】
感熱体１２０における可溶体１２３は、金属線（Ａ線）１２１を芯体とし、例えばインサート成形により形成することができる。或いは先に線状の可溶体１２３を形成しておき、長手方向に沿って径方向に切れ込みを入れ、後からその切れ込み部分に金属線（Ａ線）１２１を挿入して構成することもできる。可溶体１２３のサイズ例としては、直径１.２ｍｍ（金属線（Ａ線）１２１の直径を含む）である。また、可溶体１２３はこれ以外のサイズに設定してもよいが、組電池１１０との密着性を得るために細く、且つ、金属線１２１、１２２との絶縁距離が小さいサイズであることが、感熱体１２０の良好な作動を得るために望ましい。
【００６５】
図５（ｂ）は、帯状の金属線（Ａ部材）１２１および金属線（Ｂ部材）１２２を、同様に帯状の可溶体１２３を挟むように配した構成を示す。このような構成を持つ感熱体１２０は、金属線（Ａ部材）１２１または金属線（Ｂ部材）１２２のいずれかの表面を組電池１１０に接触させた状態で、実施の形態１と同様に、グラステープ１５０により押圧して保持させることができる。
【００６６】
当該構成によれば、接触面積が確保されるので、より組電池１１０に対する熱結合性を高めることが可能である。さらに、グラステープ１５０の厚みを薄くすることによって、ワイヤー状の可溶体に比べ、電池モジュール１００に対してよりスリムに配設することが可能である。このため、この形態の感熱体１２０を利用すれば、電池モジュール１００の薄型化に貢献できる。
【００６７】
また、可溶体１２３の帯の幅を広げることで検知可能な面積を増大できるため、より高い検知精度を期待することができる。
【００６８】
なお、本実施例において、抵抗体１３０を感熱体１２０の金属線（Ａ線）１２１にのみ配置するとしたが、金属線（Ａ線）１２１と金属線（Ｂ線）１２２の両方共に配置するとしてもよい。その場合は、高温異常判定部２２１で入力される所定の抵抗値が二倍になることを予め入力しておいたり、抵抗体１３０の抵抗値を半分にしたりする。こうすることで、金属線（Ａ線）１２１と金属線（Ｂ線）１２２が近接接触したことが判断できる。
【００６９】
なお、本実施例において、組電池１１０毎に抵抗体１３０を配置するとしたが、抵抗体１３０を使用する代わりに、金属線（Ａ線）１２１と金属線（Ｂ線）１２２を計測部２１１で計測可能な高抵抗材質としてもよい。この場合、金属線１２１、１２２だけで組電池１１０の間隔毎に所定の抵抗値を有し、かつ、組電池１１０毎に抵抗体１３０を配置する必要がないので、感熱体１２０を一体物で容易に作成することができる。
【００７０】
なお、本実施例において、電池モジュール１００は複数の組電池１１０に感熱体１２０や抵抗体１３０などを配置するとしたが、並列に整列された複数の素電池１１１に感熱体１２０や抵抗体１３０などを配置するとしてもよい。この場合は、高温異常を起こした素電池を特定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明にかかる電池モジュールは、異常温度に達した素電池を特定して温度管理を従来に比べて確実に行い、断線異常との区別を行い良好に安全機構を作動させることが可能になるので、素電池の異常温度上昇時に素電池からの入出力を遮断する電池モジュール等として有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１００ 電池モジュール
１１０ 組電池
１１１ 素電池
１１２ 金属ブロック
１２０ 感熱体
１２１ 金属線（Ａ線）
１２２ 金属線（Ｂ線）
１２３ 可溶体
１３０ 抵抗体
１４０ リード線
１５０ グラステープ
２００ 制御回路
２１０ 計測ＥＣＵ
２１１ 計測部
２１２ 通信部
２２０ 制御ＥＣＵ
２２１ 高温異常判定部
２３０ 上位ＥＣＵ
２３１ 充放電許可判定部
３００ 負荷装置
３１０ スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素電池または複数の素電池を有する組電池の異常温度上昇時に素電池からの入出力を遮断する電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電池モジュールは、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、電動工具、電気自動車などの電源として広く用いられている。
【０００３】
電池モジュールは、直列または並列に電気接続された複数の素電池、特にリチウムイオン電池などの二次電池を主として構成されるが、素電池の種類や使用条件等によって、素電池を管理する必要が生じることがある。このため電池モジュールは、場合によっては素電池に加え、温度ヒューズ、温度センサや保護回路を電気的に接続した状態で、これをプラスチックケースや樹脂フィルム等の絶縁素材で被覆して構成される。
【０００４】
保護回路は、例えばリチウムイオン電池等の過充電・過放電を防止するための電圧管理等の目的で用いられる。
【０００５】
温度ヒューズや温度センサは、素電池の温度管理を行うためのものであって、異常温度上昇時における安全機構動作を目的として、電池モジュールのメイン回路における外部入力経路や外部出力経路を遮断するように配設される。例えば特許文献１において、複数の二次電池を薄板テープ状の熱伝導体で共通に熱結合させ、当該熱伝導体の一部領域に温度センサ（サーミスタ素子）を設け、電池の温度管理を行う技術が開示されている。
【０００６】
なお温度ヒューズの種類としては、いわゆるＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）やＮＴＣ素子（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、サーミスタ素子の他、特許文献２に開示されているように、容器内に温度ペレットとリード線、電極線を配した構成を持ち、温度上昇に伴い温度ペレットが昇華することで、リード線と電極線の通電が解かれるようにする技術が考案されている。
【０００７】
また、特許文献３のように、２本の金属線の間に可溶体を介在させ、金属線を離間させて構成される感熱体を、複数の素電池に対して少なくとも２個以上の素電池にわたって熱結合するように配して、各素電池のいずれが異常温度に達しても、バラツキ無く検知できる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３０７１７１号公報
【特許文献２】特開平９−６３４４１号公報
【特許文献３】特開２００８−２８８０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら前記従来の構成では、これに含まれる各素電池について、良好な温度管理がなされているとは言い難い現状にある。
【００１０】
例えば特許文献１の技術では、各素電池を熱導電体で熱結合させ、これを温度センサで間接的に熱管理する構成であるため、センサが設けられる位置から遠ざかるにつれて、その素電池の温度管理にずれが生じやすくなる。
【００１１】
このような温度管理の不備を改善するためには、各素電池のそれぞれに対して、特許文献２に示す温度ヒューズやＰＴＣ素子を熱結合させて、個別管理することが考えられるが、素電池の数に比例して素子が必要となるのでコストの問題も生じるほか、回路構成もその分複雑になる。
【００１２】
また、特許文献３では、素電池のいずれかが異常温度に達したことは検知できるが、異常温度に達した素電池を特定することは困難である。さらに、２本の金属線が同じ方向に延在しているだけであるため、金属線が正常である場合と断線している場合との区別ができず、金属線が断線したとき異常温度になった素電池が発生しても検知することができないことがある。
【００１３】
また、数本の素電池から高温異常になった素電池を素電池の外観から探すことが可能であったとしても、アルミ製の金属ブロックなどに収納された複数の素電池を有する数十個の組電池から高温異常になった素電池及び組電池を探すことは非常に困難である。
【００１４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、比較的低コストでありながら、異常温度に達した素電池、或いは、異常温度に達した素電池を有する組電池を特定して温度管理を従来に比べて確実に行い、断線異常を発見して良好に安全機構を作動させることの可能な電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電池モジュールは、電気的に接続された複数の素電池または組電池を有する電池モジュールであって、長手方向の略全域が感熱域とされ、当該感熱域の任意の部位での異常温度検知を電気信号として取得することのできる長尺状の感熱体が、素電池または組電池の２個以上に跨ってその周面に這設され、素電池または組電池から負荷装置への電流路の開閉を制御する制御部に対し、感熱体から取得される電気信号を制御信号として入力されており、感熱体の感熱域の任意の部位において、素電池または組電池が異常温度に達したときに、当該異常温度検知にかかる電気信号を感熱体より受けた制御部が電流路を遮断する構成であり、感熱体は、相互に接近する方向に付勢されて同じ方向に延在する２本の導電線の間に熱可溶性部材を介在させて各導電線を離間させた構造を有し、２本の導電線は先端で連結されており、２本の導電線の少なくとも１本は所定の間隔に所定の抵抗値を有し、素電池または組電池が異常温度に達すると、熱可溶性部材の溶融に伴って導電線同士が近接接触し、当該感熱体が近接接触を導電線同士の短絡として検知する構成とした。
【００１６】
本構成によって、断線異常の発見と、異常温度に達した素電池または組電池の特定を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電池モジュールによれば、比較的低コストでありながら、異常温度に達した素電池または組電池を特定して温度管理を従来に比べて確実に行い、断線異常を発見して良好に安全機構を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における電池モジュールの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における感熱体の概要図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における感熱体の通常時の概要図、（ｂ）感熱体の高温異常時の概要図
【図４】本発明の実施の形態１における制御回路の構成図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１における螺旋状の感熱体を示す図、（ｂ）帯状の感熱体を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
まず、本発明の電池モジュールの構成について説明する。
【００２０】
図１は本実施の形態１の電池モジュール１００の構成を示す図である。
【００２１】
電池モジュール１００は、複数の素電池１１１を有する組電池１１０、感熱体１２０、抵抗体１３０、リード線１４０、グラステープ１５０、等から構成される。本実施の形態１の電池モジュール１００は、組電池１１０毎に感熱体１２０と抵抗体１３０が配されている点に主な特徴を有するものである。
【００２２】
複数の素電池１１１は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池などの二次電池である。各素電池の内部には所定の発電要素が収納されている。そして、図１に示すように、複数の素電池１１１は、例えば、組電池１１０内で全て同一の方向を向いて配置され並列接続されている。
【００２３】
組電池１１０は、アルミ製の金属ブロック１１２を有し、その金属ブロック１１２の内部に配置された複数個（図１では２０個）の素電池１１１が同じ方向を向いて並列接続されている。
【００２４】
このうち、素電池１１１が並列接続された組電池１１０の負極から隣接する組電池１１０の正極にそれぞれリード線１４０が接続されている。そして、最端の組電池１１０のリード線１４０は、電池モジュール１００の外部にある負荷装置３００と接続されている。
【００２５】
また、組電池１１０毎に組電池１１０の一つの面に感熱体１２０が配置され、感熱体１２０と感熱体１２０との間には抵抗体１３０が配置されている。つまり、複数個の感熱体１２０が間に抵抗体１３０を有しながら電気的にはＵ字に直列接続されている。
【００２６】
ここで、電池モジュール１００の特徴は、複数の組電池１１０の異常温度上昇時における安全機構として、感熱体１２０、抵抗体１３０および制御回路２００等が設けられていることにある。
【００２７】
次に、感熱体１２０について詳細に説明する。図２は本発明の実施の形態１における感熱体の概要図で、図１のＡ部拡大図である。図２に示すように感熱体１２０は、複数の組電池１１０の異常温度検知線として作動するものであって、全体として並行に配された金属線（Ａ線）１２１、金属線（Ｂ線）１２２の間に可溶体１２３を介在させ、前記金属線１２１、１２２を離間させて構成される。
【００２８】
金属線１２１、１２２としては、例えば直径０.５ｍｍ程度の単線を用いる。ここでは金属線（Ａ線）１２１と金属線（Ｂ線）１２２を縒り線状にしている。これらの金属線１２１、１２２は、両者とも直線状のまま用いてもよいが、片方を直線、他方を螺旋状にした形態としてもよく、その形態に限定されない。材料としては、ともに導電性に優れる銅線などを用いるのが望ましい。
【００２９】
可溶体１２３は、通常は固体を維持しているが、所定の高温時に可溶性を呈する材料で構成されている。ここでは、組電池の一般的な異常温度を９０±１０℃とし、この温度域で可溶性を有する材料として、ポリエチレン或いはＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の樹脂を使用している。また、可溶体１２３としては昇華性の温度ペレットを用いることもできる。この構成によって、感熱体１２０の感熱域は、その長さ方向のほぼ全域にわたる。
【００３０】
なお、複数の組電池１１０に用いる素電池１１１として二次電池を使用するので、通常の駆動でも大電流放電時には６０℃付近にまで温度上昇することがあるので、駆動時の正常な温度上昇を考慮して、これより高い温度範囲を異常温度として感熱体１２０が検知できるように設定しておく必要がある。
【００３１】
感熱体１２０における可溶体１２３は、金属線１２１、１２２のみ樹脂を被覆したり、金属線１２１、１２２の全体を樹脂で被覆したりすることにより形成することができる。
【００３２】
金属線１２１、１２２は、一方の先端で連結されており、金属線１２１、１２２の少なくとも一方に所定の間隔毎に所定の抵抗値の抵抗体１３０が配置されている。このとき、例えば、ｎ個の組電池１１０を並べた電池モジュール１００において、金属線（Ａ線）１２１に組電池間距離毎にＡ（ｋΩ）の抵抗体１３０が電池の個数と同じｎ個数配置されている。このとき、金属線１２１、１２２の連結されていない他方の先端間、つまり、制御回路２００に接続される抵抗体１３０の抵抗値は、ｎ×Ａ（ｋΩ）となっている。
【００３３】
図３は本発明の実施の形態１における感熱体の概要図で。図３（ａ）は感熱体の通常時の概要図で、図３（ｂ）は感熱体の高温異常時の概要図である。
【００３４】
図３（ａ）に示す具体例においては、金属線１２１、１２２は可溶体１２３の表面に対して適度な巻き付け強度で螺旋状に巻回されている。このとき金属線１２１、１２２の端部を延伸方向に付勢しておくことが望ましい。金属線１２１、１２２は、可溶体１２３が介設されていることで、通常は絶縁状態に保たれる。
【００３５】
なお、図３では構造の説明上、感熱体１２０の内部構造が見えるように模式的に描いているが、実際は感熱体１２０の全体にわたり可溶体１２３および金属線１２１、１２２が配設されている。
【００３６】
この金属線１２１、１２２の端部は、制御回路２００に接続されている。
【００３７】
以上の構成を持つ感熱体１２０は、全体としてワイヤー状に形成され、図１に示すように、複数の組電池１１０の外周面にわたり共通して配置するように配される。感熱体１２０は組電池１１０の一つの面のほぼ全面に貼着されていればよい。このとき、感熱体１２０の全体が複数の組電池１１０に対して接触し、且つ適度なテンションを保つように貼着される必要がある。
【００３８】
このように複数の組電池１１０に対して配設された感熱体１２０は、これを被覆し、且つ複数の組電池１１０に対して押圧するように、グラステープ１５０（ここでは強度及び耐性に優れるグラステープを用いている）で複数の組電池１１０表面に貼着され、熱結合される。
【００３９】
そして、複数の組電池１１０の少なくともいずれかが高温異常になった素電池１１１を有し、組電池１１０の温度に異常上昇が生じたときは、図３（ｂ）に示すように、感熱体１２０は当該異常温度の発生した複数の組電池１１０に対し、熱結合するように巻回された任意の部分で溶融する。このように可溶体１２３が溶解して状態変化を起こせば、金属線１２１、１２２はグラステープ１５０からの押圧力により近接接触し、短絡して金属線１２１、１２２の連結されていない他方の先端間、つまり、制御回路２００側の抵抗値が、ｎ×Ａ（ｋΩ）よりも低い値になる。ここで、金属線１２１、１２２自体が互いに短絡する方向に十分に付勢されているときは、グラステープ１５０が必須でなくても短絡させることが可能である。
【００４０】
このように短絡が生じると、図１における感熱体１２０の両端の抵抗値が短絡したｍ番目（ｍ＝１〜ｎ）の電池までの抵抗体の個数（ｍ−１個）になるので、抵抗値はｎ×Ａ（ｋΩ）から（ｍ−１）×Ａ（ｋΩ）に低い値になる。
【００４１】
次に、本発明の電池モジュールの制御回路２００について説明する。
【００４２】
図４は、感熱体１２０、複数の組電池１１０に接続された制御回路２００の構成を模式的に示す回路図である。制御回路２００は、電池モジュール１００の各々に接続された計測ＥＣＵ２１０、複数の計測ＥＣＵ２１０から計測データを受信する制御ＥＣＵ２２０、制御ＥＣＵ２２０に対して指示を行う上位ＥＣＵ２３０から構成されている。
【００４３】
制御回路２００の中に配置されている構成を電気自動車に例えると、複数の計測ＥＣＵ２１０と制御ＥＣＵ２２０は電池パック内に配置され、上位ＥＣＵ２３０は自動車の制御コンピュータに配置されている。
【００４４】
計測ＥＣＵ２１０は、電池モジュール１００の各々に対して１つずつ配置されている。そして、計測ＥＣＵ２１０は電池モジュール１００の感熱体１２０の抵抗値を計測部２１１で測定し、測定した抵抗値を通信部２１２から制御ＥＣＵ２２０に送信する。
【００４５】
計測部２１１は、実際には制御電源から接続された複数個の抵抗体１３０の電圧を測定することになるが、本文では便宜上「抵抗値を測定する」と述べる。
【００４６】
例えば、ｎ個の組電池１１０を持った電池モジュール１００の感熱体１２０が、ｎ個の抵抗値Ａ（ｋΩ）の抵抗体を有しているとする。計測ＥＣＵ２１０は、電池モジュール１００が正常であれば、ｎ×Ａ（ｋΩ）の抵抗値を測定する。電池モジュール１００のｍ番目（ｍ＝１〜ｎ）の組電池１１０に高温異常が発生したとき、感熱体１２０の金属線１２１、１２２が近接接触し、抵抗値が（ｍ−１）×Ａ（ｋΩ）となる。
【００４７】
また、電池モジュール１００の感熱体１２０の金属線１２１、１２２がどこかで断線しているとき、抵抗値は無限大と測定する。
【００４８】
制御ＥＣＵ２２０は複数の計測ＥＣＵ２１０から送信された抵抗値を各々受信し、高温異常判定部２２１が受信した複数の電池モジュール１００の抵抗値が所定の抵抗値であるかどうかを判定する。
【００４９】
上記の例で言うと、制御ＥＣＵ２２０はｎ×Ａ（ｋΩ）の抵抗値を受信したとき、所定の抵抗値であると判定し、（ｎ−１）×Ａ（ｋΩ）以下の抵抗値を受信したとき、所定の抵抗値でないと判定する。また、無限大の抵抗値を受信したとき、感熱体１２０の金属線１２１、１２２がどこかで断線していると判定する。
【００５０】
上位ＥＣＵ２３０は、制御ＥＣＵ２２０から高温異常判定の結果を受信し、その判定結果を用いてシステム全体の充放電の許可判定を行う。つまり、電池モジュール１００を負荷装置３００からスイッチ３１０で切離すかどうかを判定する。そして、上位ＥＣＵ２３０は、充放電を許可すべきと判断した場合、スイッチ３１０をオンのままにして、システムを稼動状態にし、充放電を停止すべきと判断した場合、スイッチ３１０をオフにし、システムを停止する。
【００５１】
最後に、本発明の効果について説明する。
【００５２】
以上の構成を持つ本実施の形態１の電池モジュール１００によれば、通常は感熱体１２０の金属線１２１、１２２が計測ＥＣＵ２１０の反対側の先端で接続されているため、感熱体１２０からのデジタル信号は所定の抵抗値であるｎ×Ａ（ｋΩ）が入力される。このとき、上位ＥＣＵ２３０は、充放電許可判定部２３１で充放電を許可し、スイッチ３１０をオンにする。したがって、複数の組電池１１０は、負荷装置３００と通電状態にあり、複数の組電池１１０に対して普通に充電あるいは放電がなされる。
【００５３】
そして、複数の組電池１１０のｍ番目（ｍ＝１〜ｎ）の組電池１１０に故障が発生し、その温度に異常上昇が生じたときは、感熱体１２０からのデジタル信号は所定の抵抗値であるｎ×Ａ（ｋΩ）より小さい（ｍ−１）×Ａ（ｋΩ）が入力される。このとき、上位ＥＣＵ２３０は、充放電許可判定部２３１で充放電を許可し、スイッチ３１０をオフにする。したがって、複数の組電池１１０は、負荷装置３００と不通状態にあり、複数の組電池１１０に対して充電あるいは放電がなされない。そして、高温異常になった組電池１１０をｍ番目の組電池１１０であることを特定することができる。
【００５４】
また、感熱体１２０の金属線１２１、１２２に断線異常が発生したときは、感熱体１２０からのデジタル信号は無限大の抵抗値が入力される。このとき、上位ＥＣＵ２３０は、感熱体１２０に断線異常が発生していることを検知し、システムの使用者にシステムの停止指示や感熱体１２０の交換の警告を促すことができる。
【００５５】
本実施の形態１ではこのような検知作動を行うことにより、各素電池の配設位置に関係なく、複数の組電池１１０の各々に個別に感熱素子を配した場合と同等の高精度で、組電池１１０の各々の異常温度上昇を検知することができる。高温異常が発生したときはそれ以上の通電（本実施形態では充電/放電の両方）が遮断されるので、ユーザーに速やかに後処理を行うよう促す。さらに、高温異常を発生した組電池１１０を特定して修理・交換などを促すことができる。
【００５６】
このように感熱体１２０は、組電池１１０に対して熱結合するように配設されていれば、組電池１１０の配置位置に関係なく、すべての組電池１１０に対して同じ精度でその異常温度上昇を検知することが可能な特徴を有する。したがって、従来のように局所的に感熱素子を設ける技術や、伝熱体を介して検温する構成に比べ、飛躍的に良好な作動が期待できるものである。
【００５７】
さらに、感熱体１２０の断線についても検知することが可能で、より良好に安全機構を作動させることできる。
【００５８】
なお、感熱体１２０の作動にかかる溶解樹脂量は極微量であるため、電池モジュール１００の内部に広く拡散したり、当該パック外に漏れ出すなどの問題を生じる恐れは小さい。
【００５９】
また、感熱体１２０のバリエーションについて説明する。
【００６０】
本発明で用いられる感熱体１２０は、上記図３（ａ）に示したワイヤー状の構成に限定するものではなく、以下に示すように、これ以外の形態で２個以上の組電池１１０に共通して這設できる程度に長尺状に形成されていればよい。
【００６１】
図５は、感熱体１２０のその他の構成例について、具体的なバリエーションを示す部分拡大図である。
【００６２】
図５（ａ）は、直線と螺旋状に形成された金属線（Ａ線）１２１と金属線（Ｂ線）１２２が互いに近接且つ可溶体で絶縁した状態で、可溶体１２３中に両線を保持されてなる感熱体の構成を示す。
【００６３】
金属線１２１、１２２としては、例えば直径０.５ｍｍ程度の単線を用いる。ここでは金属線（Ａ線）１２１を直線、金属線（Ｂ線）１２２を螺旋状にしている。
【００６４】
感熱体１２０における可溶体１２３は、金属線（Ａ線）１２１を芯体とし、例えばインサート成形により形成することができる。或いは先に線状の可溶体１２３を形成しておき、長手方向に沿って径方向に切れ込みを入れ、後からその切れ込み部分に金属線（Ａ線）１２１を挿入して構成することもできる。可溶体１２３のサイズ例としては、直径１.２ｍｍ（金属線（Ａ線）１２１の直径を含む）である。また、可溶体１２３はこれ以外のサイズに設定してもよいが、組電池１１０との密着性を得るために細く、且つ、金属線１２１、１２２との絶縁距離が小さいサイズであることが、感熱体１２０の良好な作動を得るために望ましい。
【００６５】
図５（ｂ）は、帯状の金属線（Ａ部材）１２１および金属線（Ｂ部材）１２２を、同様に帯状の可溶体１２３を挟むように配した構成を示す。このような構成を持つ感熱体１２０は、金属線（Ａ部材）１２１または金属線（Ｂ部材）１２２のいずれかの表面を組電池１１０に接触させた状態で、実施の形態１と同様に、グラステープ１５０により押圧して保持させることができる。
【００６６】
当該構成によれば、接触面積が確保されるので、より組電池１１０に対する熱結合性を高めることが可能である。さらに、グラステープ１５０の厚みを薄くすることによって、ワイヤー状の可溶体に比べ、電池モジュール１００に対してよりスリムに配設することが可能である。このため、この形態の感熱体１２０を利用すれば、電池モジュール１００の薄型化に貢献できる。
【００６７】
また、可溶体１２３の帯の幅を広げることで検知可能な面積を増大できるため、より高い検知精度を期待することができる。
【００６８】
なお、本実施例において、抵抗体１３０を感熱体１２０の金属線（Ａ線）１２１にのみ配置するとしたが、金属線（Ａ線）１２１と金属線（Ｂ線）１２２の両方共に配置するとしてもよい。その場合は、高温異常判定部２２１で入力される所定の抵抗値が二倍になることを予め入力しておいたり、抵抗体１３０の抵抗値を半分にしたりする。こうすることで、金属線（Ａ線）１２１と金属線（Ｂ線）１２２が近接接触したことが判断できる。
【００６９】
なお、本実施例において、組電池１１０毎に抵抗体１３０を配置するとしたが、抵抗体１３０を使用する代わりに、金属線（Ａ線）１２１と金属線（Ｂ線）１２２を計測部２１１で計測可能な高抵抗材質としてもよい。この場合、金属線１２１、１２２だけで組電池１１０の間隔毎に所定の抵抗値を有し、かつ、組電池１１０毎に抵抗体１３０を配置する必要がないので、感熱体１２０を一体物で容易に作成することができる。
【００７０】
なお、本実施例において、電池モジュール１００は複数の組電池１１０に感熱体１２０や抵抗体１３０などを配置するとしたが、並列に整列された複数の素電池１１１に感熱体１２０や抵抗体１３０などを配置するとしてもよい。この場合は、高温異常を起こした素電池を特定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明にかかる電池モジュールは、異常温度に達した素電池を特定して温度管理を従来に比べて確実に行い、断線異常との区別を行い良好に安全機構を作動させることが可能になるので、素電池の異常温度上昇時に素電池からの入出力を遮断する電池モジュール等として有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１００ 電池モジュール
１１０ 組電池
１１１ 素電池
１１２ 金属ブロック
１２０ 感熱体
１２１ 金属線（Ａ線）
１２２ 金属線（Ｂ線）
１２３ 可溶体
１３０ 抵抗体
１４０ リード線
１５０ グラステープ
２００ 制御回路
２１０ 計測ＥＣＵ
２１１ 計測部
２１２ 通信部
２２０ 制御ＥＣＵ
２２１ 高温異常判定部
２３０ 上位ＥＣＵ
２３１ 充放電許可判定部
３００ 負荷装置
３１０ スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に接続された複数の素電池または組電池を有する電池モジュールであって、
長手方向の略全域が感熱域とされ、当該感熱域の任意の部位での異常温度検知を電気信号として取得することのできる長尺状の感熱体が、前記素電池または組電池の２個以上に跨ってその周面に這設され、
前記素電池または組電池から負荷装置への電流路の開閉を制御する制御部に対し、前記感熱体から取得される電気信号を制御信号として入力されており、
前記感熱体の感熱域の任意の部位において、素電池または組電池が異常温度に達したときに、当該異常温度検知にかかる電気信号を前記感熱体より受けた制御部が前記電流路を遮断する構成であり、
前記感熱体は、
相互に接近する方向に付勢されて同じ方向に延在する２本の導電線の間に熱可溶性部材を介在させて各導電線を離間させた構造を有し、
前記２本の導電線は先端で連結されており、前記２本の導電線の少なくとも１本は所定の間隔に所定の抵抗値を有し、
素電池または組電池が異常温度に達すると、前記熱可溶性部材の溶融に伴って導電線同士が近接接触し、当該感熱体が前記近接接触を導電線同士の短絡として検知する構成であることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記２本の導電線の少なくとも１本は、所定の間隔に所定の抵抗値の抵抗体を有することを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記所定の間隔は、前記組電池の間隔であることを特徴とする請求項１または２に記載の電池モジュール。
【請求項１】
電気的に接続された複数の素電池または組電池を有する電池モジュールであって、
長手方向の略全域が感熱域とされ、当該感熱域の任意の部位での異常温度検知を電気信号として取得することのできる長尺状の感熱体が、前記素電池または組電池の２個以上に跨ってその周面に這設され、
前記素電池または組電池から負荷装置への電流路の開閉を制御する制御部に対し、前記感熱体から取得される電気信号を制御信号として入力されており、
前記感熱体の感熱域の任意の部位において、素電池または組電池が異常温度に達したときに、当該異常温度検知にかかる電気信号を前記感熱体より受けた制御部が前記電流路を遮断する構成であり、
前記感熱体は、
相互に接近する方向に付勢されて同じ方向に延在する２本の導電線の間に熱可溶性部材を介在させて各導電線を離間させた構造を有し、
前記２本の導電線は先端で連結されており、前記２本の導電線の少なくとも１本は所定の間隔に所定の抵抗値を有し、
素電池または組電池が異常温度に達すると、前記熱可溶性部材の溶融に伴って導電線同士が近接接触し、当該感熱体が前記近接接触を導電線同士の短絡として検知する構成であることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記２本の導電線の少なくとも１本は、所定の間隔に所定の抵抗値の抵抗体を有することを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記所定の間隔は、前記組電池の間隔であることを特徴とする請求項１または２に記載の電池モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−７７４３３（Ｐ２０１３−７７４３３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６３５３（Ｐ２０１１−２１６３５３）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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