(57)【要約】【課題】電池セルの温度を適切に測定すること。【解決手段】角型電池の接続端子３１は、軸部３２の先端から軸部３２の基端に向けて軸部３２の軸方向に延びる円形状の被挿入部３５を有している。被挿入部３５は、軸部３２の先端側に設けられるとともに内周面に雌ねじを有する雌ねじ部３６と、雌ねじ部３６よりも軸部３２の基端側に設けられた被圧入部３７を有している。ボルト４１の先端（頭部４２とは反対側の端部）には、圧入部４３が設けられるとともに、ボルト４１の基端には、外周面に雄ねじを有する雄ねじ部４４が設けられている。ボルト４１は、雄ねじ部４４が雌ねじ部３６に螺合され、圧入部４３が被圧入部３７に圧入されている。ボルト４１には、サーミスタ５１が内蔵されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子に被挿入部を有する電池セルと、
前記電池セルの前記接続端子に接続されるバスバーと、
前記被挿入部に挿入されることで前記バスバーを前記接続端子に固定する挿入部材と、
前記電池セルの温度を測定するとともに前記被挿入部内に設けられるサーミスタと、を備え、前記サーミスタが前記挿入部材又は前記接続端子に接触した状態で固定される電池モジュールであって、
前記接続端子は、前記被挿入部の少なくとも一部に前記挿入部材に設けられた圧入部が圧入される被圧入部を有することを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記挿入部材には、前記サーミスタが内蔵されてい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】
前記サーミスタは、前記圧入部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記被挿入部は、雌ねじ部を有し、
前記挿入部材は、前記雌ねじ部に螺合される雄ねじ部を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記挿入部材は、先端に前記圧入部を有するとともに、前記挿入部材の基端に前記雄ねじ部を有し、
前記先端の径は、前記基端の径よりも小さく構成され、
前記被挿入部には、前記挿入部材が前記先端から挿入されていることを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池セルの温度を測定するサーミスタを有する電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池セルの温度が過剰に上昇すると、電池セルの寿命が短くなる。このため、電池セルには、電池セルの温度を測定するための温度センサ（サーミスタ）が取り付けられており、電池セルの温度が過剰に上昇しようとすると、電池セルの放電を遮断させて電池セルの温度が過剰に上昇することを抑制している。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のバッテリ構造では、バッテリケース内に複数のバッテリセルが収容されている。バッテリケースには、センサ取付孔が形成されている。センサ取付孔には、温度センサユニットが挿入されている。温度センサユニットは、センサ取付孔にねじ込み固定されるネジ部を有するユニット本体と、その内側に配設された温度検出部と、温度検出部の先端部内に配設された温度センサとを有している。温度検出部の先端は、バッテリセルの間に配置され、温度センサはバッテリセルの温度を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０２８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のバッテリ構造では、ネジ部の緩みなどにより、温度センサユニットとバッテリセルとの密着状態が維持されにくくなるおそれがあり、バッテリセルの温度を適切に測定できないおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池セルの温度を適切に測定することができる電池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】
【０００７】
上記課題を解決する電池モジュールは、接続端子に被挿入部を有する電池セルと、前記電池セルの前記接続端子に接続されるバスバーと、前記被挿入部に挿入されることで前記バスバーを前記接続端子に固定する挿入部材と、前記電池セルの温度を測定するとともに前記被挿入部内に設けられるサーミスタと、を備え、前記サーミスタが前記挿入部材又は前記接続端子に接触した状態で固定される電池モジュールであって、前記接続端子は、前記被挿入部の少なくとも一部に前記挿入部材に設けられた圧入部が圧入される被圧入部を有することを要旨とする。
【０００８】
これによれば、サーミスタは、被挿入部内に設けられる。被挿入部に挿入される挿入部材には、圧入部が設けられており、挿入部材が緩みにくい。このため、挿入部材又は接続端子とサーミスタとの接触状態が維持されやすく、電池セルの温度を適切に測定することができる。
【０００９】
上記電池モジュールについて、前記挿入部材には、前記サーミスタが内蔵されていることが好ましい。
これによれば、挿入部材の取り付けと同時に電池セルにサーミスタを取り付けることができる。また、挿入部材は、圧入部によって接続端子との密着度が高くなっているため、電池セルからの熱が伝導しやすい。このため、挿入部材に内蔵されたサーミスタは、挿入部材の温度を測定することで、電池セルの温度を適切に測定することができる。
【００１０】
上記電池モジュールについて、前記サーミスタは、前記圧入部に設けられていることが好ましい。
挿入部材においては、被圧入部に圧入される圧入部が接続端子との密着度が最も高くなる。密着度が高くなると、接続端子から熱が伝導しやすいため、挿入部材においては、圧入部に最も熱が伝導しやすい。このため、圧入部にサーミスタを設けることで、電池セルの温度を更に適切に測定することができる。
【００１１】
上記電池モジュールについて、前記被挿入部は、雌ねじ部を有し、前記挿入部材は、前記雌ねじ部に螺合される雄ねじ部を有することが好ましい。
これによれば、挿入部材は、被圧入部に圧入部が圧入されるのに加え、雌ねじ部に雄ねじ部が螺合される。雄ねじ部が雌ねじ部に螺合されることで、挿入部材が被挿入部から抜けにくい。また、圧入部によって雄ねじ部と雌ねじ部が緩みにくく、挿入部材の挿入状態を維持しやすい。
【００１２】
上記電池モジュールについて、前記挿入部材は、先端に前記圧入部を有するとともに、前記挿入部材の基端に前記雄ねじ部を有し、前記先端の径は、前記基端の径よりも小さく構成され、前記被挿入部には、前記挿入部材が前記先端から挿入されていることが好ましい。
【００１３】
これによれば、挿入部材の雄ねじ部を被挿入部の雌ねじ部に螺合していくと、被圧入部に圧入部が圧入されていく。このため、被圧入部に圧入部を圧入しやすく、挿入部材の取り付けが容易となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電池セルの温度を適切に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の電池モジュールを示す斜視図。
【図２】実施形態の角型電池及び電池ホルダを示す斜視図。
【図３】実施形態の電池モジュールを示す断面図。
【図４】図３にＡで示す電池モジュールの拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、電池モジュールの一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、電池モジュール１１は、電池セルとしての角型電池２１（例えば、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素蓄電池などの二次電池）が、樹脂製の電池ホルダ１３に保持された状態で並設されている。電池モジュール１１において、角型電池２１の並設方向両端には、エンドプレート１４が設けられており、このエンドプレート１４によって角型電池２１及び電池ホルダ１３が拘束され、電池モジュール１１が構成されている。なお、エンドプレート１４は、例えば、一方のエンドプレート１４から他方のエンドプレート１４に向けて挿通されたボルトが、各エンドプレート１４及び各電池ホルダ１３を挿通して他方のエンドプレート１４側でナットに螺合されることで固定される。
【００１７】
角型電池２１は、角型電池２１の並設方向に隣り合う接続端子３１が異なる極性になるように、すなわち、正極端子と負極端子が隣り合うように並設されている。角型電池２１の並設方向に隣り合う接続端子３１は、バスバーＢによって接続されている。これにより、各角型電池２１は、直列接続されている。
【００１８】
図３に示すように、角型電池２１は、電池ケース２２に電極組立体２３が収容されている。電池ケース２２は、電極組立体２３を収容する有底矩形箱状の本体部２４と、本体部２４の開口部を閉塞する矩形板状の蓋部２５とから構成されている。蓋部２５には、接続端子３１（正極端子及び負極端子）が設けられている。電極組立体２３は、複数の正負の電極を積層してなる。接続端子３１は、導電部材２６を介して電極組立体２３に電気的に接続されている。蓋部２５は、蓋部２５の厚み方向に貫通する貫通孔２７を二箇所に有している。蓋部２５の厚み方向の面（電池ケース２２の外面）上には、絶縁リング２８が設けられている。
【００１９】
図４に示すように、絶縁リング２８は、円形リング状の第１絶縁部２８ａと、第１絶縁部２８ａの内周面の全周から垂直に延びる円筒状の第２絶縁部２８ｂを有している。第２絶縁部２８ｂは、貫通孔２７に挿入されることで、貫通孔２７の内周面を覆っている。第１絶縁部２８ａは、蓋部２５の厚み方向の面における貫通孔２７の周囲を覆っている。
【００２０】
接続端子３１は、貫通孔２７（第２絶縁部２８ｂ）に挿通されて電池ケース２２内から電池ケース２２外に突出する円柱状の軸部３２を有している。軸部３２は、先端（電池ケース２２外に突出する端部）側に外周面に雄ねじが形成された螺合部３３を有している。また、軸部３２の基端（軸部３２の先端とは反対側の端部）側には、貫通孔２７の径よりも外形が大きい抜け防止部３４が設けられている。抜け防止部３４と、蓋部２５との間には、Ｏリング３９が設けられている。
【００２１】
軸部３２の螺合部３３には、ナットＮ１が螺合されている。これにより、接続端子３１が蓋部２５に固定されている。また、接続端子３１は、軸部３２の先端から軸部３２の基端に向けて軸部３２の軸方向に延びる円形状の被挿入部３５を有している。被挿入部３５は、軸部３２の先端側に設けられるとともに内周面に雌ねじを有する雌ねじ部３６と、雌ねじ部３６よりも軸部３２の基端側に設けられた被圧入部３７を有している。雌ねじ部３６と被圧入部３７の間には、雌ねじ部３６から被圧入部３７に向けて縮径するテーパ部３８が設けられている。雌ねじ部３６の径は、被圧入部３７の径よりも大きい。
【００２２】
被挿入部３５には、挿入部材としてのボルト４１が挿入されている。ボルト４１は、バスバーＢを貫通して被挿入部３５に挿入されることで、ボルト４１の頭部４２によってバスバーＢを接続端子３１に押さえつけ、これにより、バスバーＢを接続端子３１に固定している。
【００２３】
ボルト４１の先端（頭部４２とは反対側の端部）には、圧入部４３が設けられるとともに、ボルト４１の基端には、外周面に雄ねじを有する雄ねじ部４４が設けられている。雄ねじ部４４の径は、圧入部４３の径よりも大きい。ボルト４１の先端には、先端面からボルト４１の基端に向けて拡径するテーパ部４７が設けられている。圧入部４３の径（圧入部４３において、テーパ部４５以外の部分の径）は、雌ねじ部３６よりも小さく、かつ、被圧入部３７の径よりも若干大きい。
【００２４】
ボルト４１には、サーミスタ５１が内蔵されている。具体的にいえば、圧入部４３の内部には、サーミスタ５１が収容される収容部４５が設けられ、この収容部４５にサーミスタ５１が収容されている。サーミスタ５１は、ボルト４１（収容部４５の内面）に接触した状態で収容部４５に収容されている。サーミスタ５１は、電池ケース２２の内部に近い位置に設けられることが好ましく、本実施形態では、貫通孔２７の内周面と対向する位置に設けられている。
【００２５】
収容部４５からは、ボルト４１の頭部４２に向けてボルト４１の軸方向に延びる孔４６が設けられている。サーミスタ５１に設けられた配線５２（信号伝送線）は、この孔４６を通ってボルト４１の外部まで延びている。なお、配線５２は、図示しない制御装置（ＥＣＵ）に接続されている。ボルト４１は、雄ねじ部４４が雌ねじ部３６に螺合され、圧入部４３が被圧入部３７に圧入されている。なお、サーミスタ５１は、電池モジュール１１の複数の角型電池２１のうち、特定の角型電池２１に設けられている。サーミスタ５１が設けられる角型電池２１の数は、任意の数を選ぶことができ、単数であってもよいし、複数であってもよい。
【００２６】
次に、本実施形態の電池モジュール１１の作用について説明する。
角型電池２１は、放電に伴い発熱する。角型電池２１が発熱すると、この熱は、接続端子３１からボルト４１に伝導する。サーミスタ５１は、ボルト４１に伝導した熱を測定することで、角型電池２１の温度を測定する。サーミスタ５１が測定した温度情報は、配線５２を介して制御装置に送信される。制御装置は、受信した温度情報から、角型電池２１の温度を監視する。そして、制御装置は、角型電池２１の温度が過剰に上昇しようとすると、角型電池２１（電池モジュール１１）の放電を遮断することで、角型電池２１を保護する。
【００２７】
本実施形態では、サーミスタ５１は、ボルト４１の圧入部４３に設けられている。ボルト４１においては、接続端子３１との密着度が高い部分ほど接続端子３１からの熱が伝導しやすい。このため、接続端子３１から伝導する熱は、圧入部４３に最も伝導しやすい。このため、ボルト４１においては、圧入部４３の温度が最も接続端子３１の温度と近く、圧入部４３にサーミスタ５１を設けることで、角型電池２１の温度の測定精度が向上されている。また、ボルト４１に圧入部４３を設けることで、ボルト４１が緩みにくく、接続端子３１からの熱がボルト４１に伝導しやすい。
【００２８】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）サーミスタ５１は、ボルト４１に内蔵されている。ボルト４１は、雄ねじ部４４が被挿入部３５の雌ねじ部３６に螺合されるとともに、圧入部４３が被圧入部３７に圧入されることで、緩みにくくなっている。このため、ボルト４１と接続端子３１との接触状態が維持されやすく、ボルト４１を介したサーミスタ５１と接続端子３１との接触状態が維持されやすい。このため、角型電池２１の温度を適切に測定することができる。
【００２９】
（２）また、バスバーＢを接続端子３１に固定するためのボルト４１を、サーミスタ５１を取り付けるための部材として兼用することができるため、サーミスタ５１を取り付けるための専用の部材が必要なく、部品点数を増加させることなく、サーミスタ５１を角型電池２１に取り付けることができる。
【００３０】
（３）また、サーミスタ５１がボルト４１に内蔵されているため、ボルト４１の取り付けと同時に、角型電池２１にサーミスタ５１を取り付けることができる。ボルト４１は、接続端子３１と接触しているため、角型電池２１からの熱が伝導しやすい。このため、サーミスタ５１は、ボルト４１の温度を測定することで、角型電池２１の温度を適切に測定することができる。
【００３１】
（４）サーミスタ５１は、ボルト４１の圧入部４３に設けられている。ボルト４１において接続端子３１からの熱が伝導しやすい圧入部４３にサーミスタ５１を設けることで、角型電池２１の温度を更に適切に測定することができる。
【００３２】
（５）挿入部材として、雄ねじ部４４を有するボルト４１を用いている。ボルト４１は、雄ねじ部４４が雌ねじ部３６に螺合されることで、被挿入部３５から抜け出しにくい。また、圧入部４３が被圧入部３７に圧入されていることで、雄ねじ部４４が緩みにくく、ボルト４１の挿入状態は維持されやすい。
【００３３】
（６）ボルト４１は、先端に圧入部４３を有し、基端に雄ねじ部４４を有している。圧入部４３の径は、雄ねじ部４４よりも小さい。このため、雌ねじ部３６に雄ねじ部４４を螺合すると、被圧入部３７に圧入部４３が圧入される。したがって、圧入部４３を被圧入部３７に圧入しやすく、ボルト４１の取り付けが容易となる。
【００３４】
（７）角型電池２１において、発熱する部分は、電極組立体２３や導電部材２６などであり、電池ケース２２内に収容されている。一般に、電池セルにサーミスタを取り付ける場合には、電池ケースにサーミスタを取り付けて、電池ケースの温度を電池セルの温度として測定する。この場合、発熱する部分と、電池ケースの温度差が大きい場合があり、測定精度の低下の原因となる。本実施形態では、ボルト４１にサーミスタ５１を設けることで、電池ケース２２の内部（発熱する部分）に近い位置で、温度を測定することができ、温度測定精度が向上される。
【００３５】
（８）また、サーミスタ５１を電池ケース２２に接触させて温度を測定する場合に比べて、振動などによってサーミスタ５１が角型電池２１から離れにくく、安定して角型電池２１の温度を測定することができる。
【００３６】
なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○  実施形態にいて、挿入部材として、ボルト４１以外を用いてもよい。例えば、被挿入部３５が、雌ねじ部３６を有さない場合、挿入部材の全体を圧入部としてもよい。すなわち、被挿入部３５が、全体に亘って均一な径を有する穴の場合には、この穴の径よりも若干径が大きな円柱状の挿入部材を圧入してもよい。なお、挿入部材として、ボルト４１以外、すなわち、雄ねじ部４４を有さない挿入部材を用いる場合、挿入部材は、四角柱状や、三角柱状など、多角形状であってもよい。同様に、挿入部材が挿入される被挿入部３５の形状も、挿入部材の形状に合わせて多角形状などにしてもよい。
【００３７】
○  実施形態において、サーミスタ５１は、ボルト４１に内蔵されていなくてもよい。例えば、被挿入部３５内にサーミスタ５１を収容するとともに、このサーミスタ５１をボルト４１の先端で被挿入部３５の底部に押しつけてもよい。この場合、サーミスタ５１と接続端子３１の密着度が向上し、角型電池２１の温度を適切に測定することができる。また、ボルト４１に圧入部４３が設けられていることで、ボルト４１が緩みにくい。ボルト４１が緩むと、ボルト４１がサーミスタ５１を被挿入部３５の底部に押しつける力が弱くなり、サーミスタ５１と接続端子３１の密着度が低下し、結果として角型電池２１の温度を適切に測定できなくなるおそれがある。ボルト４１に圧入部４３を設けて、ボルト４１が緩むことを抑止することで、サーミスタ５１と接続端子３１の接触状態が維持されやすく、角型電池２１の温度を適切に測定することができる。
【００３８】
○  実施形態において、サーミスタ５１は、雄ねじ部４４に設けられていてもよい。この場合、サーミスタ５１が圧入部４３に設けられる場合に比べて、測定精度が低下するおそれがあるため、制御装置などによって測定値を補正することが好ましい。
【００３９】
○  実施形態において、ボルト４１の先端に雄ねじ部４４が設けられ、基端に圧入部４３が設けられていてもよい。この場合、被挿入部３５は、先端側が被圧入部３７となり、基端側が雌ねじ部３６となる。
【００４０】
○  実施形態において、ボルト４１の温度を測定し、この温度を角型電池２１の温度とみなしたが、これに限られない。例えば、角型電池２１の温度とボルト４１の温度の温度差を予め予測して、制御装置に記憶させ、この温度差を考慮して角型電池２１の温度を測定してもよい。
【００４１】
○  実施形態において、電池セルとして円筒形電池や、ラミネート型の電池を採用してもよい。
○  実施形態において、電池モジュール１１は、電池ホルダ１３を有さず、角型電池２１のみを並設して構成されていてもよい。
【００４２】
○  実施形態において、ボルト４１とバスバーＢとの間に、断熱材を挟むことにより、バスバーＢと接続端子３１間との熱による影響を低減させてもよい。これによれば、角型電池２１の温度測定精度が向上される。
【００４３】
○  実施形態において、角型電池２１（電池セル）の電極組立体２３は、帯状の正極電極及び帯状の負極電極を捲回して層状に積層した捲回型の電極組立体であってもよい。すなわち、電極組立体（電池セル）は、積層型であってもよいし、捲回型であってもよい。
【００４４】
次に、上記実施形態及び別例から把握することのできる技術的思想について以下に追記する。
（イ）バスバーを接続端子に固定するための挿入部材が挿入される被挿入部を前記接続端子に有するとともに、前記被挿入部内にサーミスタが設けられた二次電池であって、前記接続端子は、前記被挿入部の少なくとも一部に前記挿入部材に設けられた圧入部が圧入される被圧入部を有することを特徴とする二次電池。
【００４５】
（ロ）前記挿入部材備えることを特徴とする技術的思想（イ）に記載の二次電池。
【符号の説明】
【００４６】
Ｂ…バスバー、１１…電池モジュール、２１…角型電池、３１…接続端子、３５…被挿入部、３６…雌ねじ部、３７…被圧入部、４１…ボルト、４３…圧入部、４４…雄ねじ部、５１…サーミスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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