(57)【要約】  衝撃等による外力に対する二次電池の安全性を従来よりも向上させることができる組電池を提供する。厚さ方向に積層された扁平角形の複数の二次電池１０を備え、積層方向に隣り合う一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎが接続された組電池１００である。組電池１００は、導電性を有する短絡部材４０を備える。短絡部材４０は、前記一方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎを含む負極側低電位部１０Ｌと、前記他方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐを含む正極側高電位部１０Ｈとに対向するとともに、負極側低電位部１０Ｌと正極側高電位部１０Ｈの少なくとも一方との間に間隙を有する。
2017098838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に積層された扁平角形の複数の二次電池を備え、積層方向に隣り合う一方の二次電池の正極外部端子と他方の二次電池の負極外部端子が接続された組電池であって、
導電性を有する短絡部材を備え、
前記短絡部材は、前記一方の二次電池の負極外部端子を含む負極側低電位部と、前記他方の二次電池の正極外部端子を含む正極側高電位部とに対向するとともに、前記負極側低電位部と前記正極側高電位部の少なくとも一方との間に間隙を有することを特徴とする組電池。
【請求項２】
積層方向に隣り合う一方の二次電池の正極外部端子と他方の二次電池の負極外部端子を接続する複数のバスバーを備え、
前記負極側低電位部は、前記一方の二次電池の前記負極外部端子に接続されたバスバーを含み、
前記正極側高電位部は、前記他方の二次電池の前記正極外部端子に接続されたバスバーを含むことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記二次電池を保持するセルホルダを備え、
前記短絡部材は、前記セルホルダに固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記セルホルダは、前記二次電池の電池容器の広側面に対向するスペーサ部を有し、
前記短絡部材は、前記スペーサ部に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の組電池。
【請求項５】
前記セルホルダは、前記二次電池の電池容器の狭側面に対向する側板部を有し、
前記短絡部材は、前記側板部に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の組電池。
【請求項６】
前記バスバーを保持するバスバーホルダを有し、
前記短絡部材は、前記バスバーホルダに固定されていることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の角形二次電池を備えた組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば電気自動車やハイブリッド電気自動車の電源として、リチウムイオンバッテリー等の二次電池が使用されている。このような車載用の二次電池は、複数の二次電池を接続した組電池を１つの筐体に収容した二次電池モジュールとして用いられるが、衝撃や落下等による外力が加わると、二次電池に内部短絡が発生して内部の圧力や温度が過度に上昇する虞がある。このような問題に対処するために、短絡部材を設置して連結部材の短絡を誘導し、それによって過電流を発生させて、異常のある電池の充電と放電を中断させる技術が開示されている（下記特許文献１を参照）。【０００３】
特許文献１に記載された二次電池モジュールは、以下の各構成を含んでいる。ケースの外側に露出された端子を含む複数個の二次電池。隣接する前記二次電池の前記端子を電気的に連結し、過電流が発生するとその連結を遮断するヒューズ部を有する第１連結部材。前記隣接する二次電池の端子のうちの第１連結部材が設置されていない端子を電気的に連結する第２連結部材。そして、前記第２連結部材の間の連結を制御して短絡を誘発する短絡部材である。この構成により、特許文献１では、上記のように過電流を発生させて、異常のある電池の充電と放電を中断させることによって安全性が向上する効果が得られる、としている（特許文献１、段落０００９、００２２等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４０３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された電池モジュールでは、二次電池の内圧が上昇し、二次電池が膨張することで短絡回路が形成される。しかし、二次電池の内部短絡によって内圧が上昇する場合には、短時間で熱暴走状態に至る虞がある。また、ガス排出弁が開放されて二次電池の内圧が低下すると、膨張した二次電池が元に戻り、短絡回路が形成されない虞がある。【０００６】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、衝撃等による外力に対する二次電池の安全性を従来よりも向上させることができる組電池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】
【０００７】
前記目的を達成すべく、本発明の組電池は、厚さ方向に積層された扁平角形の複数の二次電池を備え、積層方向に隣り合う一方の二次電池の正極外部端子と他方の二次電池の負極外部端子が接続された組電池であって、導電性を有する短絡部材を備え、前記短絡部材は、前記一方の二次電池の負極外部端子を含む負極側低電位部と、前記他方の二次電池の正極外部端子を含む正極側高電位部とに対向するとともに、前記負極側低電位部と前記正極側高電位部の少なくとも一方との間に間隙を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、衝撃等による外力に対する二次電池の安全性を従来よりも向上させることができる組電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る組電池の模式的な外観斜視図。
【図２】図１に示す２つのセルホルダによって保持された二次電池を示す斜視図。
【図３】図２に示すセルホルダと二次電池の分解斜視図。
【図４Ａ】図１に示す２つの二次電池の間のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。
【図４Ｂ】図４Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。
【図５Ａ】図４Ａに示す組電池の変形後のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。
【図５Ｂ】図５Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。
【図６Ａ】本発明の実施形態２に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。
【図６Ｂ】図６Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。
【図７Ａ】図６Ａに示す組電池の変形後のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。
【図７Ｂ】図７Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。
【図８Ａ】本発明の実施形態３に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。
【図８Ｂ】図８Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。
【図８Ｃ】図８Ｂに示す組電池の変形後のセルホルダ及び短絡部材の断面図。
【図９】本発明の実施形態４に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。
【図１０】本発明の実施形態５に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す断面図。
【図１１】本発明の実施形態６に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す斜視図。
【図１２】本発明の実施形態７に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の組電池の実施形態を説明する。
【００１１】
以下の各図面では、各部の縮尺を適宜変更する場合がある。また、以下の説明における上下左右は、各部材の位置関係を説明する便宜的な方向であり、必ずしも鉛直方向や水平方向に対応するものではない。
【００１２】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態に係る組電池１００の模式的な外観斜視図である。
【００１３】
本実施形態の組電池１００は、厚さ方向に積層された扁平角形の複数の二次電池１０を備えている。複数の二次電池１０は、積層方向に隣り合う一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとが接続されて直列に接続されている。詳細は後述するが、本実施形態の組電池１００は、衝撃等による外力が作用したときに、積層方向に隣り合う一方の二次電池１０の負極側低電位部１０Ｌと、他方の二次電池１０の正極側高電位部１０Ｈとを短絡させる短絡部材４０を備えることを特徴としている。以下では、負極側低電位部１０Ｌを単に低電位部１０Ｌと表記し、正極側高電位部１０Ｈを単に高電位部１０Ｈと表記する。
【００１４】
本実施形態の組電池１００は、複数の二次電池１０と、個々の二次電池１０を保持するセルホルダ２０と、複数の二次電池１０を直列に接続する複数のバスバー３０と、導電性を有する短絡部材４０と、を備えている。短絡部材４０の素材としては、例えば、二次電池１０の正極外部端子１６Ｐ又は負極外部端子１６Ｎと同様の導電性を有する金属材料を用いることができる。
【００１５】
短絡部材４０は、積層方向に隣り合う一方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎを含む低電位部１０Ｌと、他方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐを含む高電位部１０Ｈとに対向する。また、短絡部材４０は、低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈの少なくとも一方との間に間隙を有する。本実施形態の組電池１００において、短絡部材４０は、対向する低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈの双方との間に間隔を有している。
【００１６】
複数のバスバー３０は、積層方向に隣り合う一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとを順次接続している。本実施形態の組電池１００おいて、上記一方の二次電池１０の低電位部１０Ｌは、当該二次電池１０の負極外部端子１６Ｎと、当該負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０とを含む。さらに、上記他方の二次電池１０の高電位部１０Ｈは、当該二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、当該正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０とを含む。
【００１７】
図２は、組電池１００を構成する二次電池１０を一対のセルホルダ２０によって保持した状態を示す斜視図である。図３は、図２に示す二次電池１０とセルホルダ２０の分解斜視図である。
【００１８】
組電池１００を構成する個々の二次電池１０は、扁平角形の電池容器１１を備えた角形二次電池である。電池容器１１の材質は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等である。電池容器１１は、有底角筒状の電池缶１２と、電池缶１２の上部の開口部を封止する矩形板状の電池蓋１３とによって構成されている。電池缶１２は、例えば、板材を深絞り加工することによって、上部に開口部を有する扁平な矩形箱型に形成されている。電池蓋１３は、例えば、鍛造等によって長方形の平板状に形成され、例えば、レーザ溶接によって電池缶１２の上部に接合され、電池缶１２の開口部を封止している。
【００１９】
電池容器１１は、幅と高さに対して厚さが小さい扁平角形の形状を有することで、厚さ方向の両側に比較的面積の大きい広側面１１ｗを有し、幅方向両側に比較的面積の小さい狭側面１１ｎを有し、上下に幅方向を長手方向とする長方形の底面１１ｂ及び上面１１ｔを有している。なお、各図において、電池容器１１の厚さ方向をＸ軸方向、幅方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系を示している。
【００２０】
電池容器１１の内部には、図示を省略する電極群が収容されている。電極群は、例えば、長尺帯状の正極電極及び負極電極の間に長尺帯状のセパレータを介在させて捲回した扁平な捲回電極群である。電極群を構成する正極電極は、幅方向の一端の箔露出部が束ねられて電池容器１１の内部に収容された図示を省略する正極集電板に接合されることで、正極集電板を介して正極外部端子１６Ｐに接続されている。電極群を構成する負極電極は、幅方向の一端の箔露出部が正極電極の箔露出部と電極群の捲回軸方向の反対側で束ねられ、電池容器１１の内部に収容された図示を省略する負極集電板に接合されることで、負極集電板を介して負極外部端子１６Ｎに接続されている。
【００２１】
正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎは、電池容器１１の外面に配置され、それぞれ正極集電板及び負極集電板を介して電極群の正極電極及び負極電極に接続されている。正極外部端子１６Ｐは、電池容器１１を構成する電池蓋１３の上面１１ｔの長手方向の一端に配置され、負極外部端子１６Ｎは、電池蓋１３の上面１１ｔの長手方向の他端に配置されている。正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎは、電池蓋１３を貫通する不図示の接続部が電池容器１１の内部の正極集電板及び負極集電板基部を貫通し、接続部の先端が塑性変形させられて、かしめ部が設けられている。
【００２２】
これにより、正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎは、図示を省略する電池容器１１内部の絶縁部材を介在させて電池蓋１３に正極集電板及び負極集電板をかしめ固定し、それぞれ正極集電板及び負極集電板に対して電気的に接続されている。また、正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎは、電池蓋１３との間に絶縁性を有する樹脂材料を素材とするガスケット１７を介在させることで、電池蓋１３に対して電気的に絶縁されている。
【００２３】
電池蓋１３の上面１１ｔの正極外部端子１６Ｐと負極外部端子１６Ｎとの間には、ガス排出弁１８と注液口１９ａが設けられている。ガス排出弁１８は、例えば、電池蓋１３の一部を薄肉化してスリット状の溝を形成することによって形成され、電池容器１１の内部の圧力が所定値よりも上昇したときに開裂し、電池容器１１の内部のガスを排出することで、電池容器１１の内部の圧力を低下させる。注液口１９ａは、電池容器１１の内部に電解液を注入するために用いられ、電解液の注入後に、例えばレーザ溶接によって注液栓１９ｂが接合されて封止される。
【００２４】
複数の二次電池１０は、互いの電池容器１１の広側面１１ｗが対向するように、厚さ方向に積層させて配置される。積層方向に隣接する二つの二次電池１０は、一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとが積層方向に隣り合うように、１８０°反転させて配置される。そして、一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐに、例えば溶接によってバスバー３０の一端が接合され、他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎに、例えば溶接によってバスバー３０の他端が接合されることで、複数の二次電池１０が直列に接続される。
【００２５】
組電池１００は、複数の二次電池１０の配列の一端に配置された二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、他端に配置された二次電池１０の負極外部端子１６Ｎにも、それぞれバスバー３０が接続されている。これらのバスバー３０によって、例えば、組電池１００を他の組電池や外部機器に接続することができる。
【００２６】
正極外部端子１６Ｐ、正極集電板及び正極電極の金属箔の素材は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金である。また、負極外部端子１６Ｎ、負極集電板及び負極電極の金属箔の素材は、例えば、銅又は銅合金である。バスバー３０の素材は、正極外部端子１６Ｐ又は負極外部端子１６Ｎと同様の素材、正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎに対する溶接性と導電性に優れた素材、或いはめっき層を有する金属製の板材等を適宜選択することができる。
【００２７】
組電池１００を構成する個々の二次電池１０は、それぞれセルホルダ２０によって保持されている。セルホルダ２０は、複数の二次電池１０の積層方向の両端に配置される一対の端部セルホルダ２０Ａと、２つの隣接する二次電池１０の間に配置される複数の中間セルホルダ２０Ｂによって構成されている。セルホルダ２０の素材としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの樹脂材料や、アルミニウム、銅、ステンレスなどの金属材料を用いることができる。
【００２８】
中間セルホルダ２０Ｂは、図２及び図３に示すように、二次電池１０の扁平角形の電池容器１１の広側面１１ｗに対向するスペーサ部２１と、電池容器１１の狭側面１１ｎに対向する側板部２２と、電池容器１１の底面１１ｂに対向する底板部２３とを有している。端部セルホルダ２０Ａは、中間セルホルダ２０Ｂにおいて、スペーサ部２１を中心に電池容器１１の厚さ方向の両側に延びる側板部２２及び底板部２３の片側を、スペーサ部２１に沿う平面で切断した構成を有している。そのため、以下では、セルホルダ２０の構成として中間セルホルダ２０Ｂの構成を中心に説明し、端部セルホルダ２０Ａの説明を適宜省略する。
【００２９】
セルホルダ２０は、前述のように、電池容器１１の広側面１１ｗに対向するスペーサ部２１と、電池容器１１の狭側面１１ｎに対向する側板部２２と、電池容器１１の底面１１ｂに対向する底板部２３とを有している。電池容器１１の幅方向に間隔を有して対向する一対の長方形の板状の側板部２２と、電池容器１１の幅方向に延在して一対の側板部２２を連結する長方形板状の底板部２３とによって、上部が開放されたＵ字状の保持部２４が形成されている。
【００３０】
セルホルダ２０の保持部２４は、電池容器１１の上面１１ｔを露出させた状態で、電池容器１１の厚さの約半分を収容する。対向する一対のセルホルダ２０の保持部２４に、二次電池１０の電池容器１１の厚さの約半分ずつを収容することで、二次電池１０は、電池容器１１の上面１１ｔを露出させた状態で、一対のセルホルダ２０の間に保持される。
【００３１】
複数のスペーサ部２１の間には、電池容器１１の幅方向に延びる複数のスリット２５が形成されている。また、側板部２２には、各スリット２５に連通する複数の開口部２６が形成されている。セルホルダ２０は、二次電池１０の電池容器１１の広側面１１ｗを冷却する冷却空気等の冷媒を、一方の側板部２２の開口部２６から導入してスリット２５に流通させ、他方の側板部２２の開口部２６から導出することができるように構成されている。
【００３２】
図示は省略するが、複数の二次電池１０の積層方向の両端に配置された一対の端部セルホルダ２０Ａの外側の平坦な面に対向して一対のエンドプレートが配置される。また、二次電池１０の幅方向の両側に、複数のセルホルダ２０の側板部２２に対向して二次電池１０の積層方向に延在する一対のサイドプレートが配置され、一対のサイドプレートの延在方向の両端が一対のエンドプレートに締結される。これにより、一対のエンドプレートの間隔が規定され、セルホルダ２０の間に配置された複数の二次電池１０は、電池容器１１の広側面１１ｗにセルホルダ２０のスペーサ部２１が当接し、圧縮力が付与された状態で、セルホルダ２０によって保持される。
【００３３】
図４Ａは、図１に示す組電池１００の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図４Ｂは、図４Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。
【００３４】
前述のように、本実施形態の組電池１００は、厚さ方向に積層された扁平角形の複数の二次電池１０を備えている。複数の二次電池１０の積層方向に隣り合う任意の二つの二次電池１０は、一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとがバスバー３０によって順次接続されて直列に接続されている。組電池１００は、導電性を有する短絡部材４０を備えることを特徴としている。
【００３５】
短絡部材４０は、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０のうち、一方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎを含む低電位部１０Ｌと、他方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐを含む高電位部１０Ｈとに対向している。また、短絡部材４０は、これら低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈの少なくとも一方との間に間隙を有する。なお、本実施形態の組電池１００において、短絡部材４０は、対向する低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈの双方との間に間隔を有している。
【００３６】
また、前述のように、本実施形態の組電池１００において、上記一方の二次電池１０の低電位部１０Ｌは、当該二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとそれに接続されたバスバー３０とを含む。さらに、上記他方の二次電池１０の高電位部１０Ｈは、当該二次電池１０の正極外部端子１６Ｐとそれに接続されたバスバー３０とを含む。
【００３７】
短絡部材４０は、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとの間の空間に沿って、二次電池１０の電池容器１１の幅方向を長手方向とする長方形の板状又は直方体の柱状に形成されている。電池容器１１の厚さ方向における短絡部材４０の上端部の寸法は、下端部の寸法よりも大きくされ、電池容器１１の厚さ方向の両側面において上端部と下端部との間に段差が形成されている。
【００３８】
短絡部材４０の上端部と、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間隔は、後述するように、組電池１００に作用する荷重に応じて設定されている。短絡部材４０の下端部は、セルホルダ２０のスペーサ部２１に固定されている。なお、短絡部材４０の形状は、特に限定されず、矩形の平板状又は柱状の形状以外に、例えば、菱形、円形、楕円形等、任意の形状を選択することができる。
【００３９】
なお、組電池１００の複数の二次電池１０のうち、短絡部材４０を介して積層方向に隣り合う任意の二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈは、これら二つの二次電池１０の相対的な電位の高低によって決定される。したがって、複数の二次電池１０のうち、低電位側に配置された二つの二次電池１０において高電位部１０Ｈであったバスバー３０は、その二つの二次電池１０の高電位側に配置された二つの二次電池１０においては、低電位部１０Ｌとなる。
【００４０】
より詳細には、本実施形態の組電池１００において、複数の扁平角形の二次電池１０は、各二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと負極外部端子１６Ｎの幅方向の位置を交互に反転させて厚さ方向に積層されている。これにより、積層方向に隣り合う任意の二つの二次電池１０において、一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとが、積層方向に対向している。
【００４１】
そして、積層方向の一端に配置された二次電池１０の正極外部端子１６Ｐが、その二次電池１０に隣り合う二次電池１０の負極外部端子１６Ｎにバスバー３０を介して接続される。また、積層方向の一端に配置された二次電池１０に隣り合う二次電池１０の正極外部端子１６Ｐが、さらにその二次電池１０に隣り合う二次電池１０の負極外部端子１６Ｎにバスバー３０を介して接続される。これを積層方向の他端に配置された二次電池１０まで繰り返すことで、複数の二次電池１０が直列に接続されている。
【００４２】
このように、複数の二次電池１０が厚さ方向に積層されて直列に接続された組電池１００では、積層方向に隣り合う任意の二つの二次電池１０のうち、一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとが接続されている。この場合、当該一方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎは、低電位部１０Ｌであり、当該他方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐは、高電位部１０Ｈである。
【００４３】
換言すると、上記のように、複数の二次電池１０が厚さ方向に積層されて直列に接続された組電池１００では、積層方向に隣り合う任意の二つの二次電池１０の間に、短絡部材４０が配置されている。この場合、短絡部材４０に対向する高電位側の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐ及びそれに接続されたバスバー３０が高電位部１０Ｈとなり、短絡部材４０に対向する低電位側の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎ及びそれに接続されたバスバー３０が低電位部１０Ｌとなる。
【００４４】
短絡部材４０と、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間の間隔は、組電池１００に衝撃等による外力が作用したときに、短絡部材４０が低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈに接触する間隔に設定することができる。具体的には、例えば、組電池１００に衝撃が加わったときに想定される荷重による組電池１００の変形量を算出し、その変形量に応じて短絡部材４０と、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間隔を設定することができる。
【００４５】
例えば、組電池１００に衝撃が加わったときに４ｋＮの荷重が作用することが想定され、その荷重による組電池１００の変形によって、短絡部材４０と低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間隔が１ｍｍ狭くなることが算出されたと仮定する。この場合、短絡部材４０と高電位部１０Ｈとの間隔、及び、短絡部材４０と低電位部１０Ｌとの間隔は、１ｍｍ以下に設定することができる。
【００４６】
また、組電池１００に衝撃が加わったときに４０ｋＮの荷重が作用することが想定され、その荷重による組電池１００の変形によって、短絡部材４０と低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間隔が２ｍｍ狭くなることが算出されたと仮定する。この場合、短絡部材４０と高電位部１０Ｈとの間隔、及び、短絡部材４０と低電位部１０Ｌとの間隔は、２ｍｍ以下に設定することができる。組電池１００に作用する衝撃による外力は、例えば、組電池１００の製造時に作用する圧縮力の２倍から５倍程度と想定することができる。
【００４７】
本実施形態の組電池１００において、短絡部材４０は、二次電池１０を保持する筐体であるセルホルダ２０に固定されている。より具体的には、セルホルダ２０は、扁平角形の電池容器１１の広側面１１ｗに対向するスペーサ部２１を有し、短絡部材４０は、スペーサ部２１に固定されている。短絡部材４０は、例えば、インサート成形によってセルホルダ２０に固定することができる。また、短絡部材４０は、例えば、ボルトやリベット等の機械的な締結手段によってセルホルダ２０に固定してもよいし、粘着テープや接着剤によってセルホルダ２０に固定することもできる。
【００４８】
以下、本実施形態の組電池１００の作用について説明する。
【００４９】
前述のように、本実施形態の組電池１００は、厚さ方向に積層された扁平角形の複数の二次電池１０を備え、積層方向に隣り合う一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎが順次接続されている。ここで、複数の二次電池１０の積層方向に隣り合う一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎは、バスバー３０によって順次接続されている。
【００５０】
この構成により、組電池１００は、例えば発電機等の外部機器から供給された電力を、積層方向の一端の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、積層方向の他端の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとを介して、直列に接続された複数の二次電池１０に供給して充電することができる。また、組電池１００は、直列に接続された複数の二次電池１０に充電された電力を、積層方向の一端の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０と、積層方向の他端の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０とを介して、例えばモータ等の外部機器へ供給することができる。
【００５１】
また、組電池１００は、導電性を有する短絡部材４０を備えている。短絡部材４０は、積層方向に隣接する任意の二つの二次電池１０のうち、一方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎを含む低電位部１０Ｌと、前記他方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐを含む高電位部１０Ｈとに対向している。また、短絡部材４０は、当該低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈの双方との間に間隙を有している。そのため、組電池１００の通常の使用時においては、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０との間が電気的に絶縁され、低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡することが防止されている。
【００５２】
なお、短絡部材４０は、低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈの少なくとも一方との間に間隙を有していればよい。短絡部材４０が低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈの少なくとも一方との間に間隙を有することで、これらのいずれか一方と接していても、低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが電気的に絶縁される。これにより、組電池１００の通常の使用時における低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとの短絡を防止することができる。
【００５３】
例えば、車両の衝突等によって組電池１００に衝撃が加わると、組電池１００の製造時に作用する圧縮力よりも数倍大きい荷重が組電池１００に作用する場合がある。このような場合、例えば前記特許文献１に記載された従来の電池モジュールでは、二次電池に内部短絡が発生して内圧が上昇し、二次電池が膨張して短絡回路が形成され、二次電池に蓄えられたエネルギーが放出される。しかし、二次電池の内部短絡によって内圧が上昇する場合には、短時間で熱暴走状態に至る虞がある。また、ガス排出弁が開放されて二次電池の内圧が低下すると、膨張した二次電池が元に戻り、短絡回路が形成されない虞がある。
【００５４】
図５Ａは、図４Ａに示す本実施形態の組電池１００が、二次電池１０の積層方向の荷重を受けて変形した後のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図５Ｂは、図５Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図である。
【００５５】
本実施形態の組電池１００は、衝撃が加わって製造時に作用する圧縮力よりも数倍大きい荷重が作用すると、各部材の変形によって、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０との間隔が狭まる。
【００５６】
より具体的には、組電池１００に二次電池１０の積層方向の衝撃が加わって荷重が作用すると、例えばセルホルダ２０のスペーサ部２１が圧縮されて変形したり、二次電池１０の電池容器１１が圧縮されて変形したりする。このような組電池１００を構成する各部材の変形により、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０との間隔が狭まる。
【００５７】
積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０との間隔がさらに狭まると、互いに対向する短絡部材４０と低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとが接触する。これにより、短絡部材４０を介して積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【００５８】
このようにして、組電池１００のすべての二次電池１０において、短絡部材４０を介して低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとを短絡させることができる。これにより、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０に内部短絡が発生しても、二次電池１０の内圧や温度が過度に上昇することを防止できる。
【００５９】
したがって、本実施形態の組電池１００によれば、衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。
【００６０】
なお、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈの一方と、短絡部材４０とを予め接触させおくことで、より小さい荷重又はより少ない変形量で積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとを短絡させることも可能である。
【００６１】
また、本実施形態の組電池１００は、積層方向に隣り合う一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎを順次接続する複数のバスバー３０を備えている。そして、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０において、低電位部１０Ｌは、一方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０を含み、高電位部１０Ｈは、他方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０を含んでいる。
【００６２】
そのため、短絡部材４０と、一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐ又は他方の二次電池の負極外部端子１６Ｎとが接触しなくても、短絡部材４０とバスバー３０とが接触することで、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとを短絡させることができる。また、短絡部材４０と、一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐ及びそれに接続されたバスバー３０、又は、他方の二次電池の負極外部端子１６Ｎ及びそれに接続されたバスバー３０とを、同時に接触させることもできる。これにより、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとをより短絡させ易くすることができる。
【００６３】
また、組電池１００は、二次電池１０を保持するセルホルダ２０を備えている。そして、短絡部材４０は、セルホルダ２０に固定されている。これにより、積層方向に隣り合う二つ二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとに、短絡部材４０を対向させて配置するのが容易になる。
【００６４】
本実施形態の組電池１００において、セルホルダ２０は、扁平角形の電池容器１１の広側面１１ｗに対向するスペーサ部２１を有し、短絡部材４０は、セルホルダ２０のスペーサ部２１に固定されている。これにより、積層方向に隣り合う二つ二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとに対して、二次電池１０の積層方向に対向させて短絡部材４０を配置するのが容易になる。
【００６５】
これにより、組電池１００に、二次電池１０の積層方向の衝撃による荷重が作用したときに、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとに短絡部材４０を接触させることができる。したがって、二次電池１０の積層方向の衝撃による荷重が作用したときに、短絡部材４０を介して積層方向に隣り合う二つの二次電池１０を短絡させることができる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態の組電池１００によれば、例えば車両の衝突等により衝撃が加わって高い荷重が作用した場合に、二次電池１０に蓄えられた電気エネルギーを速やかにかつ安全に放出することができ、二次災害等を防止することができる。したがって、本実施形態の組電池１００によれば、衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。よって、本実施形態の組電池１００は、大容量、高入力特性とともに、高い安全性が要求される車載用の組電池として適している。
【００６７】
［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２に係る組電池について、図１から図３を援用し、図６Ａ及び図６Ｂ、並びに、図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。
【００６８】
図６Ａは、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０Ａを示す平面図である。図６Ｂは、図６Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０Ａの断面図である。
【００６９】
本実施形態の組電池は、短絡部材４０Ａが、セルホルダ２０の側板部２２に固定されている点で、前述の実施形態１の組電池１００と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態１の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
前述の実施形態１の組電池１００で説明したように、セルホルダ２０は、二次電池１０の扁平角形の電池容器１１の狭側面１１ｎに対向する側板部２２を有している。短絡部材４０Ａは、セルホルダ２０の側板部２２に固定されている。これにより、短絡部材４０Ａは、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０のうち、一方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎを含む低電位部１０Ｌと、他方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐを含む高電位部１０Ｈとに、電池容器１１の幅方向に対向している。また、短絡部材４０Ａは、これら低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈの双方との間に、電池容器１１の幅方向に間隙を有している。
【００７１】
図７Ａは、図６Ａに示す本実施形態の組電池が、電池容器１１の幅方向の荷重を受けて変形した後のセルホルダ２０及び短絡部材４０Ａを示す平面図である。図７Ｂは、図７Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０Ａの断面図である。
【００７２】
例えば、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対して二次電池１０の電池容器１１の幅方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の幅方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池において、例えば、セルホルダ２０の側板部２２が電池容器１１の幅方向に圧縮されて変形し、又は、側板部２２に固定された短絡部材４０Ａが、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈへ向けて変形する。
【００７３】
これにより、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ａとの間隔が狭くなって、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ａとが接触する。これにより、積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【００７４】
このようにして、組電池のすべての二次電池１０において、短絡部材４０Ａを介して低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとを短絡させることができる。これにより、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０に内部短絡が発生しても、二次電池１０の内圧や温度が過度に上昇することを防止できる。
【００７５】
したがって、本実施形態の組電池によれば、前述の実施形態１の組電池１００と同様に、電池容器１１の幅方向の衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。
【００７６】
なお、短絡部材４０Ａは、予め隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈのいずれか一方に接触させておいてもよい。また、短絡部材４０Ａの形状は、平板状の形状に限定されず、Ｕ字形又はチャネル形等、一方向が開放された矩形の形状を有してもよい。
【００７７】
［実施形態３］
次に、本発明の実施形態３に係る組電池について、図１から図３を援用し、図８Ａから図８Ｃを用いて説明する。
【００７８】
図８Ａは、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０Ｂを示す平面図である。図８Ｂは、図８Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０Ｂの断面図である。
【００７９】
本実施形態の組電池は、バスバー３０を保持するバスバーホルダ５０を有し、短絡部材４０Ｂがバスバーホルダ５０に固定されている点で、前述の実施形態１の組電池１００と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態１の組電池１００と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
本実施形態の組電池は、バスバー３０を保持するバスバーホルダ５０を有し、短絡部材４０Ｂがバスバーホルダ５０に固定されている。バスバーホルダ５０の素材は、例えば絶縁性を有する樹脂材料である。短絡部材４０Ｂは、例えばインサート成形によってバスバーホルダ５０に固定することができる。なお、短絡部材４０Ｂは、ボルトやリベットなどの機械的固定手段、又は粘着テープや接着剤等によってバスバーホルダ５０に固定されていてもよい。
【００８１】
短絡部材４０Ｂは、バスバーホルダ５０に保持されて、複数の二次電池１０の積層方向に隣り合う任意の二つの二次電池１０の低電位部Ｌと高電位部１０Ｈとに、電池容器１１の高さ方向に対向している。また、短絡部材４０Ｂは、これら低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとの間に、電池容器１１の高さ方向に間隔を有している。
【００８２】
より詳細には、短絡部材４０Ｂは、複数の二次電池１０の積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌを構成する一方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎと、高電位部１０Ｈを構成する他方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐに対向している。また、短絡部材４０Ｂは、隣り合う二つの二次電池１０のうち、一方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎと、他方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐとの間に、間隔を有している。短絡部材４０Ｂは、電池容器１１の幅方向を長手方向とする概ね直方体のブロック形状を有している。
【００８３】
図８Ｃは、図８Ｂに示す本実施形態の組電池が、電池容器１１の高さ方向の荷重を受けて変形した後のセルホルダ２０及び短絡部材４０Ｂを示す断面図である。
【００８４】
例えば、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対し、二次電池１０の電池容器１１の高さ方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の高さ方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池では、例えばバスバーホルダ５０が電池容器１１の高さ方向に圧縮され、バスバーホルダ５０に保持された短絡部材４０Ｂと、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとの間隔が狭くなる。
【００８５】
そして、複数の二次電池１０の積層方向に隣り合う任意の二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、これらに対向する短絡部材４０Ｂとが接触して、低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡部材４０Ｂを介して短絡する。このようにして、組電池のすべての二次電池１０において、短絡部材４０Ｂを介して低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとを短絡させることができる。これにより、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０に内部短絡が発生しても、二次電池１０の内圧や温度が過度に上昇することを防止できる。
【００８６】
したがって、本実施形態の組電池によれば、前述の実施形態１の組電池１００と同様に、電池容器１１の高さ方向の衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。
【００８７】
なお、短絡部材４０Ｂは、予め隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈのいずれか一方に接触させておいてもよい。また、短絡部材４０Ｂの形状は、平板状の形状に限定されず、Ｕ字形又はチャネル形等、一方向が開放された矩形の形状を有してもよい。
【００８８】
［実施形態４］
次に、本発明の実施形態４に係る組電池について、図１から図３を援用し、図９を用いて説明する。図９は、図６Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０Ｃを示す平面図である。
【００８９】
本実施形態の組電池は、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈに、短絡部材４０Ｃが電池容器１１の厚さ方向及び幅方向に対向する点で、前述の実施形態２の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態２の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９０】
本実施形態の組電池において、短絡部材４０Ｃは、電池容器１１の幅方向に延びる第１部分４１と、第１部分４１の一端から電池容器１１の厚さ方向の両側へ延びる第２部分とを有する、概ねＴ字形の形状を有している。
【００９１】
短絡部材４０Ｃの第１部分４１は、例えば板状の短絡部材４０ＣがＵ字状に湾曲して折り返された部分である。第１部分４１は、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとの間に配置され、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈに電池容器１１の厚さ方向に対向している。第１部分４１は、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間に間隔を有している。第１部分４１は、セルホルダ２０のスペーサ部２１に固定されている。
【００９２】
短絡部材４０Ｃの第２部分４２は、例えば板状の短絡部材４０Ｃが第１部分４１の基端部で電池容器１１の厚さ方向に曲折された平板状の部分である。第２部分４２は、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈに、電池容器１１の幅方向に対向している。第２部分４２は、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間に間隔を有している。第２部分４２は、セルホルダ２０の側板部２２に固定されている。
【００９３】
例えば、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対して二次電池１０の電池容器１１の厚さ方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の厚さ方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池において、例えば、隣り合う二つの二次電池１０の電池容器１１が厚さ方向に圧縮されて変形する。
【００９４】
そして、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｃの第１部分４１との間隔が狭くなって、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｃの第１部分４１とが接触する。これにより、積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【００９５】
また、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対して二次電池１０の電池容器１１の幅方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の幅方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池において、例えば、隣り合う二つの二次電池１０の電池容器１１及びセルホルダ２０が電池容器１１の幅方向に圧縮されて変形する。
【００９６】
そして、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｃの第２部分４２との間隔が狭くなって、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｃの第２部分４２とが接触する。これにより、積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【００９７】
このようにして、組電池のすべての二次電池１０において、電池容器１１の厚さ方向及び幅方向の衝撃による荷重に対し、短絡部材４０Ｃを介して低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとを短絡させることができる。これにより、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０に内部短絡が発生しても、二次電池１０の内圧や温度が過度に上昇することを防止できる。
【００９８】
したがって、本実施形態の組電池によれば、前述の実施形態１の組電池１００と同様に、電池容器１１の厚さ方向及び幅方向の衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。なお、短絡部材４０Ｃは、予め隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈのいずれか一方に接触させておいてもよい。
【００９９】
［実施形態５］
次に、本発明の実施形態５に係る組電池について、図１から図３を援用し、図１０を用いて説明する。図１０は、図８Ｂに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０Ｄを示す断面図である。
【０１００】
本実施形態の組電池は、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈに、短絡部材４０Ｄが電池容器１１の厚さ方向及び高さ方向に対向する点で、前述の実施形態３の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態３の組電池と同様であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
本実施形態の組電池において、短絡部材４０Ｄは、電池容器１１の高さ方向に延びる第１部分４１と、第１部分４１の一端から電池容器１１の厚さ方向の両側へ延びる第２部分とを有している。
【０１０２】
短絡部材４０Ｄの第１部分４１は、例えば板状の短絡部材４０ＤがＵ字状に湾曲して折り返された部分である。第１部分４１は、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとの間に配置され、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈに電池容器１１の厚さ方向に対向している。第１部分４１は、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間に間隔を有している。
【０１０３】
短絡部材４０Ｄの第２部分４２は、例えば板状の短絡部材４０Ｄが第１部分４１の基端部で電池容器１１の厚さ方向に曲折された平板状の部分である。第２部分４２は、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈに、電池容器１１の高さ方向に対向している。第２部分４２は、バスバーホルダ５０に固定され、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間に間隔を有している。
【０１０４】
例えば、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対して二次電池１０の電池容器１１の厚さ方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の厚さ方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池において、例えば、隣り合う二つの二次電池１０の電池容器１１が厚さ方向に圧縮されて変形する。
【０１０５】
そして、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｄの第１部分４１との間隔が狭くなって、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｄの第１部分４１とが接触する。これにより、積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【０１０６】
また、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対して二次電池１０の電池容器１１の高さ方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の高さ方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池において、例えば、バスバーホルダ５０が電池容器１１の高さ方向に圧縮されて変形する。
【０１０７】
そして、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｄの第２部分４２との間隔が狭くなって、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｄの第２部分４２とが接触する。これにより、積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【０１０８】
このようにして、組電池のすべての二次電池１０において、電池容器１１の厚さ方向及び高さ方向の衝撃による荷重に対し、短絡部材４０Ｄを介して低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとを短絡させることができる。これにより、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０に内部短絡が発生しても、二次電池１０の内圧や温度が過度に上昇することを防止できる。
【０１０９】
したがって、本実施形態の組電池によれば、前述の実施形態１の組電池１００と同様に、電池容器１１の厚さ方向及び高さ方向の衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。なお、短絡部材４０Ｄは、予め隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈのいずれか一方に接触させておいてもよい。
【０１１０】
［実施形態６］
次に、本発明の実施形態６に係る組電池について、図１から図３を援用し、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０Ｅを示す斜視図である。
【０１１１】
本実施形態の組電池は、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈに、短絡部材４０Ｅが電池容器１１の幅方向及び高さ方向に対向する点で、前述の実施形態２の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態２の組電池と同様であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１２】
本実施形態の組電池において、短絡部材４０Ｅは、互いに垂直な平板状の第１部分４０ａと第２部分４０ｂと有する断面形状がＬ字形の部材である。第１部分４０ａは、電池容器１１の上面１１ｔと概ね平行であり、電池容器１１の幅方向及び厚さ方向に延在している。第２部分４０ｂは、第１部分４０ａの一端から電池容器１１の狭側面１１ｎと概ね平行に、電池容器１１の高さ方向及び厚さ方向に延在し、セルホルダ２０の側板部２２に固定されている。
【０１１３】
第１部分４０ａは、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈに、電池容器１１の高さ方向に対向し、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間に間隔を有している。第２部分４０ｂは、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈに、電池容器１１の幅方向に対向し、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間に間隔を有している。
【０１１４】
例えば、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対して二次電池１０の電池容器１１の高さ方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の高さ方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池において、例えば、セルホルダ２０が電池容器１１の高さ方向に圧縮されて変形する。
【０１１５】
そして、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｅの第１部分４０ａとの間隔が狭くなって、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｅの第１部分４０ａとが接触する。これにより、積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【０１１６】
また、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対して二次電池１０の電池容器１１の幅方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の幅方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池において、例えば、隣り合う２つの二次電池１０の電池容器１１及びセルホルダ２０が電池容器１１の幅方向に圧縮されて変形する。
【０１１７】
そして、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｅの第２部分４０ｂとの間隔が狭くなって、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｅの第２部分４０ｂとが接触する。これにより、積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【０１１８】
このようにして、組電池のすべての二次電池１０において、電池容器１１の厚さ方向及び高さ方向の衝撃による荷重に対し、短絡部材４０Ｅを介して低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとを短絡させることができる。これにより、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０に内部短絡が発生しても、二次電池１０の内圧や温度が過度に上昇することを防止できる。
【０１１９】
したがって、本実施形態の組電池によれば、前述の実施形態１の組電池１００と同様に、電池容器１１の高さ方向及び幅方向の衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。なお、短絡部材４０Ｅは、予め隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈのいずれか一方に接触させておいてもよい。
【０１２０】
［実施形態７］
次に、本発明の実施形態７に係る組電池について、図１から図３を援用し、図１２を用いて説明する。図１２は、本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０Ｆを示す平面図である。
【０１２１】
本実施形態の組電池は、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈに、短絡部材４０Ｆが電池容器１１の厚さ方向、幅方向、及び高さ方向に対向する点で、前述の実施形態２の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態２の組電池と同様であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２２】
本実施形態の組電池において、短絡部材４０Ｆは、互いに垂直な平板状の第１部分４０ａと第２部分４０ｂと有するとともに、電池容器１１の幅方向に延びるＵ字形の第３部分４０ｃと、電池容器１１の高さ方向に延びる柱状の第４部分４０ｄとを有している。短絡部材４０Ｆは、電池容器１１の厚さ方向において、Ｕ字形の第３部分４０ｃの基端部の両側に、それぞれ一対の第１部分４０ａ、第２部分４０ｂ、及び第４部分４０ｄを有している。
【０１２３】
第１部分４０ａは、電池容器１１の上面１１ｔと概ね平行な平板状であり、電池容器１１の幅方向及び厚さ方向に延在している。第２部分４０ｂは、第１部分４０ａの一端から電池容器１１の狭側面１１ｎと概ね平行に延びる平板状であり、電池容器１１の高さ方向及び厚さ方向に延在して、第４部分４０ｄの一端に連結されている。
【０１２４】
一対の第１部分４０ａは、それぞれ、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈに、電池容器１１の高さ方向に対向し、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間に間隔を有している。一対の第２部分４０ｂは、それぞれ、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈに、電池容器１１の幅方向に対向し、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間に間隔を有している。
【０１２５】
第３部分４０ｃは、例えば断面形状が矩形の棒状の部材がＵ字状に湾曲して折り返された部分であり、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとの間に配置され、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈに、電池容器１１の厚さ方向に対向している。第３部分４０ｃは、基端部が一対の第２部分４０ｂに連結され、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈとの間に間隔を有している。一対の第４部分４０ｄは、一端が第２部分４０ｂに連結され、他端がセルホルダ２０の側板部２２に固定されている。
【０１２６】
例えば、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対して二次電池１０の電池容器１１の高さ方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の高さ方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池において、例えば、セルホルダ２０が電池容器１１の高さ方向に圧縮されて変形する。
【０１２７】
そして、積層方向に隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｆの一対の第１部分４０ａとの間隔が狭くなって、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｆの一対の第１部分４０ａとが接触する。これにより、積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【０１２８】
また、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対して二次電池１０の電池容器１１の幅方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の幅方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池において、例えば、隣り合う２つの二次電池１０の電池容器１１及びセルホルダ２０が電池容器１１の幅方向に圧縮されて変形する。
【０１２９】
そして、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｆの一対の第２部分４０ｂとの間隔が狭くなって、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｆの一対の第２部分４０ｂとが接触する。これにより、積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【０１３０】
また、車両の衝突等により、本実施形態の組電池に対して二次電池１０の電池容器１１の厚さ方向の衝撃が加わって、組電池の通常の使用時に作用する荷重よりも数倍大きい荷重が、電池容器１１の厚さ方向に作用する場合がある。このような場合に、本実施形態の組電池において、例えば、隣り合う２つの二次電池１０の電池容器１１及びセルホルダ２０が電池容器１１の厚さ方向に圧縮されて変形する。
【０１３１】
そして、隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｆの第３部分４０ｃとの間隔が狭くなって、低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈと、短絡部材４０Ｆの第３部分４０ｃとが接触する。これにより、積層方向に隣り合う二次電池１０の低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとが短絡する。
【０１３２】
このようにして、組電池のすべての二次電池１０において、電池容器１１の厚さ方向、幅方向、及び高さ方向の衝撃による荷重に対し、短絡部材４０Ｆを介して低電位部１０Ｌと高電位部１０Ｈとを短絡させることができる。これにより、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０に内部短絡が発生しても、二次電池１０の内圧や温度が過度に上昇することを防止できる。
【０１３３】
したがって、本実施形態の組電池によれば、前述の実施形態１の組電池１００と同様に、電池容器１１の厚さ方向、幅方向、及び高さ方向の衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。なお、短絡部材４０Ｆは、予め隣り合う二つの二次電池１０の低電位部１０Ｌ及び高電位部１０Ｈのいずれか一方に接触させておいてもよい。
【０１３４】
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３５】
１０  二次電池、１０Ｌ  低電位部、１０Ｈ  高電位部、１１  電池容器、１１ｗ  広側面、１１ｎ  狭側面、１６Ｎ  負極外部端子、１６Ｐ  正極外部端子、２０  セルホルダ、２１  スペーサ部、２２  側板部、３０  バスバー、４０  短絡部材、４０Ａ−４０Ｆ  短絡部材、５０  バスバーホルダ、１００  組電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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