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技術 蓄電装置モジュール

出願人 株式会社豊田自動織機
発明者 近藤悠史鈴木信司
出願日 2018年9月10日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-168992
公開日 2020年3月19日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-042968
状態 未査定
技術分野 二次電池の保守(充放電、状態検知) 電池及び電池容器の装着・懸架
主要キーワード 短側縁 特定部材 検出用部材 有底四角筒状 矩形シート状 検出用配線 雌ねじ溝 雄ねじ溝
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図面 (7)

課題

蓄電装置熱暴走を検出できる蓄電装置モジュールを提供する。

解決手段

複数の蓄電装置としての二次電池11が並列接続された蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュール10において、各二次電池11は、電極組立体と、電極組立体を収容するケース21とを有する。二次電池モジュール10は、全ての二次電池11のケース21に接触した状態で配置されるとともに、電流が供給され、ケース21に接触する部分同士が電気的に接続された検出用配線41と、検出用配線41の導通状態を検出する検出部43とを備える。

概要

背景

従来から、複数の蓄電装置としての二次電池並列接続された蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュールが知られている。各二次電池は、複数の電極が積層された電極組立体と、電極組立体を収容するケースと、電極組立体と電気を授受するとともにケースの内外繋ぐ電極端子とを備える。複数の二次電池は、電極端子がバスバーによって連結されることにより並列接続される。

このような二次電池では、内部短絡過充放電などによって、二次電池を構成する特定部材発熱し、この特定部材の発熱により、他の部材が発熱し、他の部材の発熱により、更に別の部材が発熱するというように、発熱反応制御不能に繰り返される状態(熱暴走)に陥ることがある。二次電池が熱暴走した状態では、二次電池の温度は自発的に上昇し続ける。

特許文献1には、このような熱暴走を抑制するための二次電池モジュールの構成が開示されている。特許文献1に開示の二次電池モジュールでは、二次電池モジュールを構成する各二次電池がヒューズを有する。このため、二次電池モジュールを構成する複数の二次電池のうち、少なくとも1つの二次電池において流れる電流が異常になると、電流が異常となった二次電池のヒューズが溶断する。これにより、電流が異常となった二次電池における電流の流れが停止される。その結果、電流が異常となった二次電池の熱暴走が抑制される。

概要

蓄電装置の熱暴走を検出できる蓄電装置モジュールを提供する。複数の蓄電装置としての二次電池11が並列接続された蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュール10において、各二次電池11は、電極組立体と、電極組立体を収容するケース21とを有する。二次電池モジュール10は、全ての二次電池11のケース21に接触した状態で配置されるとともに、電流が供給され、ケース21に接触する部分同士が電気的に接続された検出用配線41と、検出用配線41の導通状態を検出する検出部43とを備える。

目的

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電装置の熱暴走を検出できる蓄電装置モジュールを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

複数の蓄電装置並列接続された蓄電装置モジュールであって、前記蓄電装置はそれぞれ、電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースとを有し、全ての前記蓄電装置のケースに接触した状態で配置されるとともに、電流が供給され、前記ケースに接触する部分同士が電気的に接続された検出用部材と、前記検出用部材の導通状態を検出する検出部と、を備えることを特徴とする蓄電装置モジュール。

請求項2

前記検出用部材は、導電部材と、絶縁性材料によって形成され、前記導電部材を被覆する被覆部とを有し、前記被覆部が前記ケースと接触する請求項1に記載の蓄電装置モジュール。

請求項3

前記検出用部材は、線状である請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置モジュール。

請求項4

前記検出用部材は、板状である請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置モジュール。

請求項5

複数の蓄電装置が並列接続された蓄電装置モジュールであって、前記蓄電装置はそれぞれ、電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記ケースの壁部に存在し、前記ケース内の圧力が開放圧に達した場合に開裂し、前記ケース内の圧力を前記ケース外開放させる圧力開放弁とを有し、全ての前記蓄電装置の圧力開放弁と対向して配置されるとともに、電流が供給され、前記圧力開放弁と対向する部分同士が電気的に接続された検出用部材と、前記検出用部材の導通状態を検出する検出部と、を備えることを特徴とする蓄電装置モジュール。

請求項6

前記検出用部材は、前記ケースに接触した状態で前記圧力開放弁と対向して配置される請求項5に記載の蓄電装置モジュール。

請求項7

前記検出用部材は、前記ケースから離間した状態で前記圧力開放弁と対向して配置される請求項5に記載の蓄電装置モジュール。

請求項8

前記検出部が前記検出用部材の導通状態を不通であると検出した場合に、前記蓄電装置の充電又は放電を停止させる請求項1〜請求項7の何れか一項に記載の蓄電装置モジュール。

技術分野

0001

本発明は、複数の蓄電装置並列接続された蓄電装置モジュールに関する。

背景技術

0002

従来から、複数の蓄電装置としての二次電池が並列接続された蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュールが知られている。各二次電池は、複数の電極が積層された電極組立体と、電極組立体を収容するケースと、電極組立体と電気を授受するとともにケースの内外繋ぐ電極端子とを備える。複数の二次電池は、電極端子がバスバーによって連結されることにより並列接続される。

0003

このような二次電池では、内部短絡過充放電などによって、二次電池を構成する特定部材発熱し、この特定部材の発熱により、他の部材が発熱し、他の部材の発熱により、更に別の部材が発熱するというように、発熱反応制御不能に繰り返される状態(熱暴走)に陥ることがある。二次電池が熱暴走した状態では、二次電池の温度は自発的に上昇し続ける。

0004

特許文献1には、このような熱暴走を抑制するための二次電池モジュールの構成が開示されている。特許文献1に開示の二次電池モジュールでは、二次電池モジュールを構成する各二次電池がヒューズを有する。このため、二次電池モジュールを構成する複数の二次電池のうち、少なくとも1つの二次電池において流れる電流が異常になると、電流が異常となった二次電池のヒューズが溶断する。これにより、電流が異常となった二次電池における電流の流れが停止される。その結果、電流が異常となった二次電池の熱暴走が抑制される。

先行技術

0005

特開2016−18688号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、各二次電池がヒューズを有する構成とすることで二次電池の熱暴走を抑制したとしても、熱暴走の発生が完全に抑制されるとは限らない。よって、二次電池の熱暴走の検出が求められている。

0007

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電装置の熱暴走を検出できる蓄電装置モジュールを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記問題点を解決するための蓄電装置モジュールは、複数の蓄電装置が並列接続された蓄電装置モジュールであって、前記蓄電装置はそれぞれ、電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースとを有し、全ての前記蓄電装置のケースに接触した状態で配置されるとともに、電流が供給され、前記ケースに接触する部分同士が電気的に接続された検出用部材と、前記検出用部材の導通状態を検出する検出部と、を備えることを要旨とする。

0009

複数の蓄電装置のうち、少なくとも1つの蓄電装置が熱暴走すると、熱暴走した蓄電装置のケースは高温になる。このため、全ての蓄電装置のケースに接触した状態で配置された検出用部材は、熱暴走により高温になったケースの熱によって溶断し、検出用部材に電流が流れなくなる。つまり、検出用部材の導通状態が不通となる。よって、検出部により検出用部材の導通状態を検出することで、蓄電装置の熱暴走を検出できる。

0010

また、上記蓄電装置モジュールについて、前記検出用部材は、導電部材と、絶縁性材料によって形成され、前記導電部材を被覆する被覆部とを有し、前記被覆部が前記ケースと接触するのが好ましい。

0011

また、上記蓄電装置モジュールについて、前記検出用部材は、線状であるのが好ましい。
また、上記蓄電装置モジュールについて、前記検出用部材は、板状であるのが好ましい。

0012

上記問題点を解決するための蓄電装置モジュールは、複数の蓄電装置が並列接続された蓄電装置モジュールであって、前記蓄電装置はそれぞれ、電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、前記ケースの壁部に存在し、前記ケース内の圧力が開放圧に達した場合に開裂し、前記ケース内の圧力を前記ケース外開放させる圧力開放弁とを有し、全ての前記蓄電装置の圧力開放弁と対向して配置されるとともに、電流が供給され、前記圧力開放弁と対向する部分同士が電気的に接続された検出用部材と、前記検出用部材の導通状態を検出する検出部と、を備えることを要旨とする。

0013

複数の蓄電装置のうち、少なくとも1つの蓄電装置が熱暴走すると、熱暴走した蓄電装置の圧力開放弁は開裂し、開裂した部分から高温のガス噴出する。このため、全ての蓄電装置の圧力開放弁と対向して配置される検出用部材は、開裂した圧力開放弁によって物理的に切断されるか、又は噴出した高温のガスによって溶断し、検出用部材に電流が流れなくなる。つまり、検出用部材の導通状態が不通となる。よって、検出部により検出用部材の導通状態を検出することで、蓄電装置の熱暴走を検出できる。

0014

また、上記蓄電装置モジュールについて、前記検出用部材は、前記ケースに接触した状態で前記圧力開放弁と対向して配置されるのが好ましい。
また、上記蓄電装置モジュールについて、前記検出用部材は、前記ケースから離間した状態で前記圧力開放弁と対向して配置されるのが好ましい。

0015

また、上記蓄電装置モジュールについて、前記検出部が前記検出用部材の導通状態を不通であると検出した場合に、前記蓄電装置の充電又は放電を停止させるのが好ましい。

発明の効果

0016

本発明によれば、蓄電装置の熱暴走を検出できる。

図面の簡単な説明

0017

二次電池モジュールの斜視図。
二次電池の断面図。
第1の実施形態の二次電池モジュールの平面図。
第1の実施形態の二次電池モジュールの作用を示す平面図。
第2の実施形態の二次電池モジュールを示す斜視図。
第2の実施形態の二次電池モジュールの作用を示す斜視図。

実施例

0018

(第1の実施形態)
以下、蓄電装置モジュールを二次電池モジュールに具体化した第1の実施形態を図1図4にしたがって説明する。

0019

図1に示すように、蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュール10は、複数(本実施形態では8つ)の蓄電装置としての二次電池11を備える。二次電池モジュール10は、EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)等の車両に搭載され、電動機などへの供給電力を蓄えるのに用いられる。本実施形態の二次電池11は、リチウムイオン二次電池である。

0020

図2に示すように、各二次電池11は、ケース21と、ケース21に収容された電極組立体22と、ケース21に収容された図示しない電解液とを備える。ケース21は、有底四角筒状のケース本体23と、ケース本体23の開口部23aを閉塞する矩形平板状の蓋24とを有する。ケース本体23及び蓋24はそれぞれ、ケース21の壁部を構成している。ケース本体23と蓋24は、何れも金属製(例えば、ステンレスアルミニウム)である。ケース本体23は、矩形板状の底壁23bと、底壁23bの一対の長側縁部から立設された長側壁23cと、底壁23bの一対の短側縁部から立設された短側壁23dとを有する。本実施形態の二次電池11は、その外観が角型をなす角型電池である。

0021

図示しないが、電極組立体22は、複数の正極の電極と、複数の負極の電極と、複数のセパレータとを備える。電極組立体22は、正極の電極と負極の電極との間にセパレータを介在させ、かつ相互に絶縁させた状態で積層した層状構造を備える。正極の電極と、負極の電極と、セパレータとが積層される方向を積層方向とする。正極及び負極の電極はそれぞれ、矩形シート状集電体と、集電体の両面に存在する活物質層とを有する。また、正極及び負極の電極はそれぞれ、集電体の一辺の一部から突出したタブを有する。タブは、活物質層が存在せず、集電体そのもので構成されている。正極及び負極の電極は、正極のタブが積層方向に沿って列状に配置され、負極のタブが積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。

0022

電極組立体22は、正極のタブが寄せ集められて積層された正極タブ群25aと、負極のタブが寄せ集められて積層された負極タブ群25bとを備える。電極組立体22において、正極タブ群25a及び負極タブ群25bが存在する端面をタブ側端面22aとする。タブ側端面22aは、蓋24の内面と対向する。

0023

各二次電池11は、電極組立体22と電気を授受する正極端子構造26a及び負極端子構造26bを備える。正極端子構造26aは、正極タブ群25aと電気的に接続された板状の正極接続部材27aと、正極接続部材27aと電気的に接続された正極端子28aとを備える。同様に、負極端子構造26bは、負極タブ群25bと電気的に接続された板状の負極接続部材27bと、負極接続部材27bと電気的に接続された負極端子28bとを備える。正極端子28a及び負極端子28bはそれぞれ、基部281と、基部281から突出する軸部282とを有する。正極端子28aの基部281は、ケース21の内部にて正極接続部材27aと接続され、負極端子28bの基部281は、ケース21の内部にて負極接続部材27bと接続されている。各軸部282は、基部281とは反対側の端部が蓋24を貫通してケース21の外部に突出することで、ケース21の内外を繋ぐ。正極端子28a及び負極端子28bはそれぞれ、軸部282におけるケース21の外部に突出した部分の外周面雄ねじ溝を有し、雄ねじ溝にナット29が螺合されることにより、蓋24に固定されている。また、正極端子28a及び負極端子28bはそれぞれ、軸部282における基部281とは反対側の端面から基部281に向けて形成されるとともに、内周面雌ねじ溝を有する連結孔282aを備える。

0024

各二次電池11は、蓋24に圧力開放弁30を備える。圧力開放弁30は、ケース21の内部でガスが発生した際、ケース21内の圧力が上昇し過ぎないように、ケース21内の圧力が所定の圧力である開放圧に達した場合に開裂する。圧力開放弁30が開裂すると、開裂した部分からケース21内のガスがケース21外に噴出する。これにより、ケース21内の圧力がケース21外に開放される。

0025

このような二次電池11では、内部短絡や過充電などにより、二次電池11を構成する特定部材が発熱し、この特定部材の発熱により、他の部材が発熱し、他の部材の発熱により、更に別の部材が発熱するというように、発熱反応が制御不能に繰り返される状態(熱暴走)に陥ることがある。例えば、ケース21内の異物クリープ現象によってセパレータが破れ正極電極負極電極とが短絡すると、正極電極と負極電極との間で電流が流れ、発熱する。そして、所定の温度(約120〜130度)まで達すると、負極電極の表面に形成されたSEI被膜熱分解し、このSEI被膜の熱分解によって露出した負極電極の表面に電解液が付着することで、電解液は還元分解するとともに、ケース21内にはガスが発生する。このようにして発熱反応が繰り返される。二次電池11が熱暴走すると、電解液の還元分解によって生じたガスにより、ケース21の内部の圧力が高まる。このため、二次電池11の圧力開放弁30が開裂し、圧力開放弁30の開裂した部分からケース21内の高温のガスが噴出する。二次電池11の熱暴走によって圧力開放弁30が作動して噴出するガスの温度は、約600度であり、二次電池11が熱暴走していない時にケース21内の圧力が上昇することで圧力開放弁30が作動して噴出するガスの温度(約50度以下)よりも十分高い。また、二次電池11の温度は自発的に上昇し続けるため、電極組立体22及び電解液を収容するケース21も高温になる。なお、熱暴走した二次電池11において、圧力開放弁30は、ケース21が高温になる前に作動する。

0026

図1及び図3に示すように、8つの二次電池11は、各ケース21の長側壁23c同士が対向するように一列に配列される。二次電池11が配列される方向を配列方向とし、8つの二次電池11を、配列方向の一端側から他端側に向かって1〜8番の二次電池11a〜11hとする。1番の二次電池11aと2番の二次電池11bとは、正極端子28a同士及び負極端子28b同士が配列方向に隣り合うように配置される。3番の二次電池11cと4番の二次電池11d、5番の二次電池11eと6番の二次電池11f、及び7番の二次電池11gと8番の二次電池11hについても同様に、正極端子28a同士及び負極端子28b同士が配列方向に隣り合うように配置される。また、3番の二次電池11cの正極端子28aは、2番の二次電池11bの負極端子28bと隣り合い、4番の二次電池11dの正極端子28aは、5番の二次電池11eの負極端子28bと隣り合う。6番の二次電池11fの正極端子28aは、7番の二次電池11gの負極端子28bと隣り合う。

0027

8つの二次電池11は、複数枚(本実施形態では3枚)の板状のバスバー31〜33によって連結されることで並列接続される。第1のバスバー31は、1番の二次電池11aの負極端子28b、2番の二次電池11bの負極端子28b、3番の二次電池11cの正極端子28a、及び4番の二次電池11dの正極端子28aによって貫通された状態である。第2のバスバー32は、3番の二次電池11cの負極端子28b、4番の二次電池11dの負極端子28b、5番の二次電池11eの正極端子28a、及び6番の二次電池11fの正極端子28aによって貫通された状態である。第3のバスバー33は、5番の二次電池11eの負極端子28b、6番の二次電池11fの負極端子28b、7番の二次電池11gの正極端子28a、及び8番の二次電池11hの正極端子28aによって貫通された状態である。そして、第1〜第3のバスバー31〜33が各正極端子28a及び各負極端子28bによって貫通された状態で、ボルト34が各軸部282の連結孔282aの雌ねじ溝に螺合されることにより、二次電池11同士は連結される。本実施形態では、8つの二次電池11は、並列接続された2つ1組の二次電池11が、4組直列接続された状態となる。

0028

図3に示すように、二次電池モジュール10は、二次電池11の熱暴走を検出するための検出装置40を備える。検出装置40は、検出用部材としての検出用配線41を備える。検出用配線41は、導電部材としての導線(本実施形態ではアルミニウム線)41aと、導線41aを被覆する被覆部41bとを有する。被覆部41bは、絶縁性を有する材料(本実施形態では、樹脂)によって形成される。検出用配線41は、二次電池モジュール10を構成する全ての二次電池11に接触した状態で配置される。本実施形態では、検出用配線41は、被覆部41bが8つの二次電池11のケース本体23の一方の短側壁23dの外面と接触するように配置される。検出用配線41において各ケース21に接触する部分同士は、導線41aによって電気的に接続されている。検出用配線41の径は、二次電池11の熱暴走によって高温になったケース21の熱により、溶断する程度の径に設定される。

0029

検出装置40は、導線41aに電流を流すための電源42と、導線41aの導通状態から二次電池11の熱暴走を検出する検出部43とを備える。本実施形態の検出部43は、導線41aを流れる電流を測定する電流計44と、電流計44に接続された判定部45とを有する。電源42及び電流計44はそれぞれ、導線41aに直列接続されている。判定部45は、電流計44が測定した電流から導線41aの導通状態を判定する。判定部45は、電流計44が測定した電流が0(ゼロ)である場合に、導線41aの導通状態が不通であると判定する。判定部45は、二次電池11の充放電を制御する制御装置46に信号接続されている。判定部45は、導線41aの導通状態が不通であると判定すると、制御装置46に信号を送信する。

0030

第1の実施形態の作用について説明する。
図3に示すように、8つの二次電池11が熱暴走していない場合、導線41aには電源42から供給された電流が流れる。このため、電流計44は、導線41aを流れる電流を測定し、判定部45は、電流計44が導線41aの電流を測定していることから、導線41aが導通していると判定する。よって、判定部45は、制御装置46に信号を送信しない。

0031

図4に示すように、例えば、8つの二次電池11のうち、5番の二次電池11eが熱暴走すると、熱暴走した5番の二次電池11eのケース21は高温になる。このため、各二次電池11のケース21に接触して配置された検出用配線41は、高温になった5番の二次電池11eのケース21の熱により溶断し、導線41aに電流が流れなくなる。よって、電流計44が測定する電流値は0(ゼロ)となり、判定部45は、導線41aの導通状態が不通であると判定し、制御装置46に信号を送信する。制御装置46は、判定部45から信号を受信すると、二次電池11の充電又は放電を停止させる。

0032

第1の実施形態の効果について説明する。
(1−1)二次電池モジュール10を構成する複数の二次電池11のうち、少なくとも1つの二次電池11が熱暴走すると、熱暴走した二次電池11のケース21は高温になる。このため、全ての二次電池11のケース21に接触した状態で配置された検出用配線41は、熱暴走により高温になったケース21の熱によって溶断し、検出用配線41の導線41aに電流が流れなくなる。つまり、導線41aの導通状態が不通となる。よって、検出部43により導線41aの導通状態を検出することで、二次電池11の熱暴走を検出できる。

0033

また、二次電池11の熱暴走を検出する方法として、例えば、全ての二次電池11に温度センサを設け、温度センサによって熱暴走を検出する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、二次電池モジュール10を構成する二次電池11の数と同数の温度センサを用意する必要があり、高コストになる。また、複数個置きに温度センサを設けることで低コスト化することもできるが、温度センサが設けられた二次電池11とは別の二次電池11が熱暴走した場合、熱暴走を検出できるのは、熱暴走した二次電池11のケース21から、温度センサが設けられた二次電池11のケース21まで熱が伝わった後になる。よって、熱暴走の検出に遅れが生じる。これに対し、本実施形態では、全ての二次電池11のケース21に接触するように1本の検出用配線41を配置し、検出用配線41の導線41aの導通状態を検出するだけで、二次電池11の熱暴走を検出できる。よって、低コストかつ早急に二次電池11の熱暴走を検出できる。

0034

また、二次電池11の熱暴走を検出する他の方法として、例えば、並列接続された複数の二次電池11の両端の電圧を測定し、測定された電圧によって熱暴走を検出する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、並列接続された複数の二次電池11のうち、1つでも熱暴走していない二次電池11が存在すると電圧異常が生じず、熱暴走を検出できない。これに対し、本実施形態では、全ての二次電池11のケース21に接触するように1本の検出用配線41を配置するため、並列接続された複数の二次電池11のうちの1つが熱暴走した場合であっても検出できる。

0035

(1−2)熱暴走した二次電池11のケース21の熱によって検出用配線41を溶断させる。このため、後述する第2の実施形態のように、二次電池11の熱暴走により圧力開放弁30が開裂し、開裂した部分から噴出した高温のガスによって、検出用配線41を溶断させる場合と比較して、二次電池11の熱暴走を安定的に検出できる。

0036

(1−3)検出用配線41の導線41aは、絶縁性材料からなる被覆部41bによって被覆されている。このため、導線41aを流れる電流が二次電池11のケース21に流れることを回避できる。

0037

(1−4)検出用部材は、検出用配線41であるため、検出用部材を板状とする場合と比較して溶断しやすい。よって、二次電池11の熱暴走を早急に検出できる。
(1−5)検出部43が導線41aの導通状態が不通であると検出した場合、すなわち二次電池11の熱暴走を検出した場合、制御装置46によって、二次電池11の充電又は放電を停止させることができる。

0038

(第2の実施形態)
以下、二次電池モジュールを具体化した第2の実施形態を図5及び図6にしたがって説明する。なお、第1の実施形態と同じ構成については説明を省略する。

0039

図5に示すように、検出装置40の検出用配線41は、全ての二次電池11の圧力開放弁30と対向する状態で配置される。本実施形態では、検出用配線41は、図示しない支持部によって、各二次電池11の蓋24から離間した状態で支持される。検出用配線41において各圧力開放弁30と対向する部分同士は、導線41aによって電気的に接続されている。検出用配線41の径、及び圧力開放弁30と検出用配線41との距離は、二次電池11の熱暴走により圧力開放弁30が開裂した際に、開裂した部分から噴出した高温のガスによって、検出用配線41が溶断可能な程度の径及び距離に設定される。

0040

第2の実施形態の作用について説明する。
図6に示すように、例えば、8つの二次電池11のうち、5番の二次電池11eが熱暴走すると、熱暴走した5番の二次電池11eの圧力開放弁30は開裂し、開裂した部分から高温のガスが噴出する。このため、各二次電池11の圧力開放弁30と対向して配置された検出用配線41は、噴出した高温のガスの熱により溶断し、導線41aに電流が流れなくなる。よって、電流計44が測定する電流値は0(ゼロ)となり、判定部45は、導線41aの導通状態が不通であると判定する。

0041

第2の実施形態の効果について説明する。
(2−1)二次電池モジュール10を構成する複数の二次電池11のうち、少なくとも1つの二次電池11が熱暴走すると、熱暴走した二次電池11の圧力開放弁30は開裂し、開裂した部分から高温のガスが噴出する。このため、全ての二次電池11の圧力開放弁30と対向して配置される検出用配線41は、噴出した高温のガスによって溶断し、検出用配線41の導線41aに電流が流れなくなる。つまり、導線41aの導通状態が不通となる。よって、検出部43により導線41aの導通状態を検出することで、二次電池11の熱暴走を検出できる。

0042

また、二次電池11の熱暴走を検出する方法として、例えば、全ての二次電池11に温度センサを設け、温度センサによって熱暴走を検出する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、二次電池モジュール10を構成する二次電池11の数と同数の温度センサを用意する必要があり、高コストになる。また、複数個置きに温度センサを設けることで低コスト化することもできるが、温度センサが設けられた二次電池11とは別の二次電池11が熱暴走した場合、熱暴走を検出できるのは、熱暴走した二次電池11のケース21から、温度センサが設けられた二次電池11のケース21まで熱が伝わった後になる。よって、熱暴走の検出に遅れが生じる。これに対し、本実施形態では、全ての二次電池11の圧力開放弁30と対向するように1本の検出用配線41を配置し、検出用配線41の導線41aの導通状態を検出するだけで、二次電池11の熱暴走を検出できる。よって、低コストかつ早急に二次電池11の熱暴走を検出できる。

0043

また、二次電池11の熱暴走を検出する他の方法として、例えば、並列接続された複数の二次電池11の両端の電圧を測定し、測定された電圧によって熱暴走を検出する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、並列接続された複数の二次電池11のうち、1つでも熱暴走していない二次電池11が存在すると電圧異常が生じず、熱暴走を検出できない。これに対し、本実施形態では、全ての二次電池11の圧力開放弁30と対向するように1本の検出用配線41を配置するため、並列接続された複数の二次電池11のうちの1つが熱暴走した場合であっても検出できる。

0044

(2−2)本実施形態では、開裂した圧力開放弁30から噴出したガスによって検出用配線41を溶断させる。熱暴走した二次電池11において、圧力開放弁30は、ケース21が高温になる前に作動する。このため、第1の実施形態のように、熱暴走した二次電池11のケース21の熱によって検出用配線41を溶断させる場合と比較して、二次電池11の熱暴走を早急に検出することができる。

0045

(2−3)検出用部材は、検出用配線41であるため、検出用部材を板状とする場合と比較して溶断しやすい。よって、二次電池11の熱暴走を早急に検出できる。
(2−4)検出部43が導線41aの導通状態が不通であると検出した場合、すなわち二次電池11の熱暴走を検出した場合、制御装置46によって、二次電池11の充電又は放電を停止させることができる。

0046

第1及び第2の実施形態は、以下のように変更して実施することができる。第1の実施形態、第2の実施形態、及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

0047

○二次電池モジュール10を構成する二次電池11の数は、2つ以上であれば、適宜変更してよい。ただし、二次電池11は並列接続されているものとする。
○ 二次電池モジュール10において、少なくとも一部の二次電池11が並列接続されるのであれば、接続態様は適宜変更してよい。

0048

○ 第1及び第2の実施形態では、二次電池モジュール10を構成する8つの二次電池11のうち、1つの二次電池11が熱暴走する場合について説明したが、2つ以上の二次電池11が同時に熱暴走する場合も有り得る。

0049

○二次電池モジュール10を構成する二次電池11は、一列に配列されていなくてもよく、二次電池11の配置態様は適宜変更してよい。
○ケース21の形状は、直方体状に限定されず、適宜変更してよい。例えば、ケース21は、有底円筒状のケース本体23と、ケース本体23の開口部23aを閉塞する円板状の蓋24とを有する円柱状であってもよい。

0050

○ケース21に収容される電極組立体22は、上記実施形態で説明した、いわゆる積層型の電極組立体に限定されず、巻回型の電極組立体であってもよい。
○圧力開放弁30は、ケース本体23に設けられていてもよい。

0051

○導線41aの導通状態を検出する方法は適宜変更してよい。例えば、検出部43としてのテスタによって、導線41aの導通状態を検出してもよい。
○ 第1の実施形態において、検出用部材の導電部材は、線状に限定されず、板状であってもよい。検出用部材の板厚は、二次電池11の熱暴走によって高温になったケース21の熱により、検出用部材が溶断する程度の厚みに設定される。この場合、検出用部材が線状である場合と比較して、二次電池11のケース21と検出用部材との接触面積が増えるため、熱暴走により高温になったケース21の熱が検出用部材に伝わりやすくなる。

0052

○導線41aの材料は、導電性を有し、かつケース21の熱又は圧力開放弁30から噴出した高温のガスによって溶断する程度の低融点であればよく、アルミニウムに限定されない。導線41aの材料は、例えば、錫や低融点合金導電性プラスチックでもよい。

0053

○導線41aは、被覆部41bによって被覆されていなくてもよい。
○ 第1の実施形態において、ケース21における検出用配線41が接触する部分は、ケース本体23の短側壁23dの外面に限定されず、底壁23bや長側壁23cの外面でもよいし、蓋24の外面でもよい。

0054

○ 第2の実施形態において、検出用配線41は、各二次電池11の蓋24の外面と接触した状態で圧力開放弁30と対向するように配置されていてもよい。この場合、検出用配線41と圧力開放弁30との距離は近くなる。このため、二次電池モジュール10を構成する複数の二次電池11のうち、少なくとも1つの二次電池11が熱暴走し、圧力開放弁30が開裂すると、検出用配線41は、熱暴走により開裂した圧力開放弁30によって物理的に切断され、検出用配線41の導線41aに電流が流れなくなる。また、上述したように、圧力開放弁30は、ケース21が高温になる前に作動する。よって、第1の実施形態のように、熱暴走した二次電池11のケース21の熱によって検出用配線41を溶断させる場合と比較して、二次電池11の熱暴走を早急に検出することができる。

0055

○二次電池モジュール10は、全ての二次電池11のケース21の底壁23bに接触する状態で配置された冷却用板材を備えていてもよい。冷却用板材は、例えばアルミニウムの板材であり、冷却用板材の下側に冷却水を流すことによって二次電池11を冷却する。この冷却用板材を検出用部材の導電部材として機能させてもよい。

0056

○二次電池モジュール10は、電源42を備えていなくてもよい。この場合、二次電池11の熱暴走の検出とは別の用途で車両に搭載された電源によって、導線41aに電流を流す。

0057

○ 検出部43によって二次電池11の熱暴走が検出された後の対応は適宜変更してよい。例えば、二次電池モジュール10が消火装置を備えている場合、判定部45が消火装置に対して信号を送信することで、消火装置は、二次電池モジュール10の消火を行ってもよい。また、例えば、制御装置46は、車両の窓を開けたり、車両のドア施錠解除したりしてもよいし、車両の表示部に、車両からの避難を促す警告を表示させてもよい。

0058

○二次電池11は、リチウムイオン二次電池に限定されず、ニッケル水素二次電池など、他の二次電池であってもよい。要は、正極用活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。

0059

○蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。

0060

10…蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュール、11…蓄電装置としての二次電池、21…ケース、23…壁部としてのケース本体、24…壁部としての蓋、22…電極組立体、30…圧力開放弁、41…検出用部材としての検出用配線、41a…導電部材としての導線、41b…被覆部、43…検出部。

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