(57)【要約】  ２個以上のストリングが並列接続される。ストリングは、２個以上のセル及びヒューズを備える。２個以上のセルは、直列接続される。ヒューズは、２個以上のセルに直列接続される。ヒューズは、溶断電流以上の電流が流れた場合に溶断する。セルは、単位時間当たりに発生する熱が上限以下である場合には燃焼しない。故障が発生した場合に短絡したセルにおいて熱に変換される電力が上限に達しうる閾値以下にセルの直列数が決められる。故障が発生した場合に短絡したセルにおいて熱に変換される電力が上限に達するときに故障ストリングに流れる充電電流に溶断電流が一致する。
2014050669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続される２個以上のストリング、
を備え、
前記２個以上のストリングの各々は、
直列接続される２個以上のセルと、
前記２個以上のセルに直列接続され、溶断電流以上の電流が流れた場合に溶断するヒューズと、
を備え、
前記２個以上のセルの各々は、単位時間当たりに発生する熱が上限以下である場合には燃焼せず、
前記２個以上のストリングが故障ストリングを含み前記故障ストリングに属する前記２個以上のセルが短絡したセルを含む場合を故障として、
前記故障が発生した場合に前記短絡したセルにおいて熱に変換される電力が前記上限に達しうる閾値以下に前記２個以上のセルの直列数が決定され、
前記故障が発生した場合に前記短絡したセルにおいて熱に変換される電力が前記上限に達するときに前記故障ストリングに流れる充電電流に前記溶断電流が一致する
モジュール電池。
【請求項２】
前記ヒューズが、第１のヒューズであり、前記２個以上のセルより正極側にあり、
前記２個以上のストリングの各々は、
前記２個以上のセルに直列接続され、前記溶断電流以上の電流が流れた場合に溶断し、前記２個以上のセルより負極側にある第２のヒューズ
をさらに備える
請求項１のモジュール電池。
【請求項３】
(a) ２個以上のストリングを備え、前記２個以上のストリングが並列接続され、前記２個以上のストリングの各々が２個以上のセル及びヒューズを備え、前記２個以上のセルが直列接続され、前記ヒューズが前記２個以上のセルに直列接続され、溶断電流以上の電流が流れた場合に前記ヒューズが溶断し、単位時間当たりに発生する熱が上限以下である場合には前記２個以上のセルの各々が燃焼しないモジュール電池において、前記２個以上のストリングが故障ストリングを含み前記故障ストリングに属する前記２個以上のセルが短絡したセルを含む場合を故障として、前記故障が発生した場合に前記短絡したセルにおいて熱に変換される電力が前記上限に達しうる閾値以下に前記２個以上のセルの直列数を決定する工程と、
(b) 前記故障が発生した場合に前記短絡したセルにおいて熱に変換される電力が前記上限に達するときに前記故障ストリングに流れる充電電流と一致するように前記溶断電流を決定する工程と、
(c) 前記工程(a)及び前記工程(b)の決定にしたがって前記モジュール電池を組み立てる工程と、
を備える
モジュール電池を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール電池及びモジュール電池を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナトリウム−硫黄電池のモジュール電池においては、多数のセルが直並列に接続される。例えば、特許文献１に示されるように、２個以上のセル（単電池２）が直列に接続されストリングが構成され、２個以上のストリングが並列ブス（並列接続ブス８）により並列に接続されブロック（単電池群１６，１７，１８及び１９）が構成され、２個以上のブロックが直列に接続される。２個以上のセルには、ヒューズ（ヒューズ部１０ｂ）が直列接続される。【０００３】
非特許文献１は、セル（単電池）の直列数の望ましい範囲に言及する。非特許文献１によれば、セルの直列数が少ない場合は短絡したセルに流れる充電電流（過充電続流電流）が大きくなるため、セルの直列数は望ましくは５〜１０である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３１７４８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】磯崎孝、他４名、「ナトリウム−硫黄電池の開発」、ＮＧＫレビュー、日本碍子株式会社、平成１０年９月、第５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１が言及するように、セルの直列数が少ない場合は短絡したセルに流れる充電電流が大きくなる。このため、セルの直列数が少ない場合は、短絡したセルが燃焼しやすくなり、モジュール電池の安全性が低下する。【０００７】
一方、セルの直列数が多い場合は、充電末におけるセルの充電状態のばらつきが大きくなる。このため、セルの容量が十分に利用されず、モジュール電池のエネルギー密度が低下する。また、セルの直列数が多い場合は、２個以上のセルが故障した場合に使用できないストリングが増加しやすい。このため、モジュール電池の保全の回数が増加する。【０００８】
すなわち、従来のナトリウム−硫黄電池のモジュール電池においては、安全性の確保、エネルギー密度の向上及び保全の回数の削減が同時に実現されない。この問題は、ナトリウム−硫黄電池以外のモジュール電池においても共通する。【０００９】
本発明は、この問題を解決するためになされる。本発明の目的は、モジュール電池において、安全性の確保、エネルギー密度の向上及び保全の回数の削減を同時に実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１及び第２の局面は、モジュール電池に関する。【００１１】
本発明の第１の局面においては、２個以上のストリングが並列接続される。２個以上のストリングの各々は、２個以上のセル及びヒューズを備える。２個以上のセルは、直列接続される。ヒューズは、２個以上のセルに直列接続される。【００１２】
ヒューズは、溶断電流以上の電流が流れた場合に溶断する。【００１３】
２個以上のセルの各々は、単位時間当たりに発生する熱が上限以下である場合には燃焼しない。【００１４】
２個以上のストリングが故障ストリングを含み故障ストリングに属する２個以上のセルが短絡したセルを含む場合が故障として想定される。【００１５】
故障が発生した場合に短絡したセルにおいて熱に変換される電力が上限に達しうる閾値以下に２個以上のセルの直列数が決められる。【００１６】
故障が発生した場合に短絡したセルにおいて熱に変換される電力が上限に達するときに故障ストリングに流れる充電電流が溶断電流に一致する。【００１７】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面にさらなる事項を付加する。本発明の第２の局面においては、前述のヒューズが第１のヒューズであり、第２のヒューズがさらに設けられる。第１のヒューズは、２個以上のセルより正極側にある。第２のヒューズは、２個以上のセルより負極側にある。第２のヒューズは、２個以上のセルに直列接続され、溶断電流以上の電流が流れた場合に溶断する。【００１８】
本発明の第３の局面は、モジュール電池を製造する方法に向けられる。【００１９】
本発明の第３の局面においては、２個以上のセルの直列数が決定され、ヒューズの溶断電流が決定され、これらの決定にしたがってモジュール電池が組み立てられる。２個以上のセルの直列数の決定及びヒューズの溶断電流の決定については、本発明の第１の局面の説明が援用される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、充電末におけるセルの充電状態のばらつきが小さくなる。セルの容量が効率よく利用される。モジュール電池のエネルギー密度が向上する。【００２１】
短絡したセルにおいて単位時間当たりに発生する熱が上限を超えない。短絡したセルが燃焼しない。モジュール電池の安全性が向上する。【００２２】
２個以上のセルが故障した場合に使用できないストリングの増加が抑制される。モジュール電池の保全の回数が削減される。【００２３】
本発明の第２の局面によれば、短絡電流が確実に遮断される。モジュール電池の安全性が向上する。【００２４】
これらの及びこれら以外の本発明の目的、特徴、局面及び利点は、添付図面とともに考慮されたときに下記の本発明の詳細な説明によってより明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】モジュール電池の斜視図である。
【図２】モジュール電池の鉛直断面図である。
【図３】モジュール電池の水平断面図である。
【図４】モジュール電池の水平断面図である。
【図５】モジュール電池の水平断面図である。
【図６】モジュール電池の水平断面図である。
【図７】モジュール電池の使用例の模式図である。
【図８】モジュール電池の回路図である。
【図９】ストリングの回路図である。
【図１０】続流電力の計算のモデルの回路図である。
【図１１】短絡抵抗及び続流電力の関係を例示するグラフである。
【図１２】セルの直列数及び続流電力の関係を例示するグラフである。
【図１３】地絡回路が形成されたモジュール電池の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（概略）
この望ましい実施形態は、ナトリウム−硫黄電池のモジュール電池に関する。
【００２７】
図１の模式図は、モジュール電池の斜視図である。図２の模式図は、モジュール電池の鉛直断面図である。図３から図６までの模式図は、モジュール電池の水平断面図である。図３から図６までは、後述の砂及びヒーターが取り除かれた状態を示す。図３から図６までは、それぞれ、モジュール電池の右手前、左手前、右奥及び左奥を示す。
【００２８】
図１から図６までに示されるように、モジュール電池１０００は、箱１０２０、ｎ個のストリング群１０２２＿１，１０２２＿２，・・・，１０２２＿ｎ、正極ブス１０２５、ｍ個の並列ブス１０２７＿１，１０２７＿２，・・・，１０２７＿ｍ、負極ブス１０２９、正極ブスバー１０３０、負極ブスバー１０３１、砂１０３２及びヒーター１０３３を備える。モジュール電池１０００が備えるストリング群の数ｎは、２以上である。モジュール電池１０００が備えるストリング群の数ｎが１であってもよい。モジュール電池１０００が備える並列ブスの数ｍは、モジュール電池１０００が備えるストリング群の数ｎに応じて増減される。
【００２９】
箱１０２０は、真空断熱容器１０４０及び大気断熱フタ１０４１を備える。
【００３０】
ｎ個のストリング群１０２２＿１，１０２２＿２，・・・，１０２２＿ｎの各々は、ｐ個のストリング１０６０を備える。ｎ個のストリング群１０２２＿１，１０２２＿２，・・・，１０２２＿ｎの各々が備えるストリング１０６０の数ｐは、２以上である。
【００３１】
ｎ×ｐ個のストリング１０６０の各々は、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２、第４のセル１０８３、第１のヒューズ１０８４、第２のヒューズ１０８５、第１のセル接続子１０８６、第２のセル接続子１０８７及び第３のセル接続子１０８８を備える。ｎ×ｐ個のストリング１０６０の各々が備えるセルの数が増減されてもよい。より一般的には、ｎ×ｐ個のストリング１０６０の各々は、２個以上のセルを備える。
【００３２】
これらの構成物以外の構成物がモジュール電池１０００に付加されてもよい。これらの構成物の一部がモジュール電池１０００から省略される場合もある。
【００３３】
箱１０２０には、収容空間１１００が形成される。ｎ個のストリング群１０２２＿１，１０２２＿２，・・・，１０２２＿ｎ、正極ブス１０２５の主要部、ｍ個の並列ブス１０２７＿１，１０２７＿２，・・・，１０２７＿ｍ、負極ブス１０２９の主要部、砂１０３２及びヒーター１０３３は、収容空間１１００に収容される。箱１０２０が「箱」とは呼びがたい構造物に置き換えられてもよい。当該構造物にも、収容空間１１００と同様の収容空間が形成される。
【００３４】
モジュール電池１０００が充電される場合は、正極ブスバー１０３０からモジュール電池１０００の内部を経由して負極ブスバー１０３１へ充電電流が流れ、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３が充電される。
【００３５】
モジュール電池１０００が放電される場合は、負極ブスバー１０３１からモジュール電池１０００の内部を経由して正極ブスバー１０３０へ放電電流が流れ、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３が放電される。
【００３６】
短絡したセルが属するストリング１０６０に過大な充電電流が流れた場合は、第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５の両方又は片方が溶断し、短絡したセルが属するストリング１０６０に充電電流が流れなくなる。これにより、短絡したセルの燃焼が阻止される。
【００３７】
第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３の各々は、ナトリウム−硫黄電池である。モジュール電池１０００が充電及び放電される場合は、収容空間１１００の温度がヒーター１０３３によりナトリウム−硫黄電池が動作する温度に調整される。例えば、収容空間１１００の温度が約３００℃に調整される。ナトリウム−硫黄電池が他の種類の二次電池に置き換えられてもよい。
【００３８】
（モジュール電池の使用例）
図７の模式図は、モジュール電池の使用例を示す。
【００３９】
図７に示されるように、モジュール電池１０００は、典型的には電力貯蔵装置１１２０に使用される。モジュール電池１０００が電力貯蔵装置１１２０に使用される場合は、２個以上のモジュール電池１０００が直列に接続され、２個以上のモジュール電池１０００の直列接続体１１２３が交直変換装置（ＰＣＳ）１１２１を介して電力系統１１２２に接続される。モジュール電池１０００が他の用途に使用されてもよい。
【００４０】
（ストリング間の接続）
図８は、モジュール電池の回路図である。
【００４１】
図２から図６まで及び図８に示されるように、最も正極側にある第１のストリング群１０２２＿１に属するｐ個のストリング１０６０の各々の正極端１１６０は、正極ブス１０２５に接続される。第１のストリング群１０２２＿１に属するｐ個のストリング１０６０の各々の負極端１１６１は、第１の並列ブス１０２７＿１に接続される。第１のストリング群１０２２＿１に属するｐ個のストリング１０６０は正極ブス１０２５及び第１の並列ブス１０２７＿１により並列接続され、第１のブロックが構成される。第１のブロックに電流が流れる場合は、第１のストリング群１０２２＿１に属するｐ個のストリング１０６０に分かれて電流が流れる。
【００４２】
整数ｉが２以上ｎ−１以下である場合に、第ｉのストリング群１０２２＿ｉに属するｐ個のストリング１０６０の各々の正極端１１６０は、第ｉ−１の並列ブス１０２７＿ｉ−１に接続される。第ｉのストリング群１０２２＿ｉに属するｐ個のストリング１０６０の各々の負極端１１６１は、第ｉの並列ブス１０２７＿ｉに接続される。第ｉのストリング群１０２２＿ｉに属するｐ個のストリング１０６０は第ｉ−１の並列ブス１０２７＿ｉ−１及び第ｉの並列ブス１０２７＿ｉにより並列接続され、第ｉのブロックが構成される。第ｉのブロックに電流が流れる場合は、第ｉのストリング群１０２２＿ｉに属するｐ個のストリング１０６０に分かれて電流が流れる。
【００４３】
最も負極側にある第ｎのストリング群１０２２＿ｎに属するｐ個のストリング１０６０の各々の正極端１１６０は、第ｍの並列ブス１０２７＿ｍに接続される。第ｎのストリング群１０２２＿ｎに属するｐ個のストリング１０６０の各々の負極端１１６１は、負極ブス１０２９に接続される。第ｎのストリング群１０２２＿ｎに属するｐ個のストリング１０６０は第ｍの並列ブス１０２７＿ｍ及び負極ブス１０２９により並列接続され、第ｎのブロックが構成される。第ｎのブロックに電流が流れる場合は、第ｎのストリング群１０２２＿ｎに属するｐ個のストリング１０６０に分かれて電流が流れる。
【００４４】
（ブス同士の接続）
図３、図４及び図８に示されるように、正極ブスバー１０３０は、正極ブス１０２５に接続される。負極ブスバー１０３１は、負極ブス１０２９に接続される。
【００４５】
（ブスの性質）
正極ブス１０２５、ｍ個の並列ブス１０２７＿１，１０２７＿２，・・・，１０２７＿ｍ、負極ブス１０２９、正極ブスバー１０３０、負極ブスバー１０３１等のブスは、低い電気抵抗、高い機械的強度及び高い耐熱性を持つ配線構造物であり、典型的には板形状又は棒形状を持つ。ただし、ブスの全部又は一部が他の種類の配線構造物に置き換えられてもよい。例えば、ブスの全部又は一部がケーブルに置き換えられてもよい。
【００４６】
ブスは、望ましくは金属又は合金からなり、さらに望ましくはアルミニウム合金からなる。
【００４７】
ストリング１０６０及びブスの接続並びにブス同士の接続は、溶接、かしめ、ねじ止め等のナトリウム−硫黄電池が動作する高温に耐える方法で行われる。これにより、ストリング１０６０及びブスが機械的に結合され、ブス同士が機械的に結合される。また、ストリング１０６０及びブスが電気的に導通し、ブス同士が電気的に導通する。
【００４８】
（ストリング内の接続）
図９の回路図は、ストリングを示す。
【００４９】
図２から図６まで及び図９に示されるように、第１のヒューズ１０８４の一方の接続端１１８１は、最も正極側にある第１のセル１０８０の正極端子１２００に電気的に接続される。第１のヒューズ１０８４の他方の接続端１１８０は、ストリング１０６０の正極端１１６０になる。
【００５０】
第１のセル１０８０の負極端子１２０１は、第１のセル接続子１０８６を介して第２のセル１０８１の正極端子１２２０に電気的に接続される。
【００５１】
第２のセル１０８１の負極端子１２２１は、第２のセル接続子１０８７を介して第３のセル１０８２の正極端子１２４０に電気的に接続される。
【００５２】
第３のセル１０８２の負極端子１２４１は、第３のセル接続子１０８８を介して第４のセル１０８３の正極端子１２６０に電気的に接続される。
【００５３】
最も負極側にある第４のセル１０８３の負極端子１２６１には、第２のヒューズ１０８５の一方の接続端１２８０が電気的に接続される。第２のヒューズ１０８５の他方の接続端１２８１は、ストリング１０６０の負極端１１６１になる。第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３が直列接続され、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３に第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５が直列接続される。第１のセル接続子１０８６、第２のセル接続子１０８７及び第３のセル接続子１０８８の全部又は一部が省略され、一方のセルの正極端子及び他方のセルの負極端子が直結されてもよい。後述の制限の範囲内においてセルの直列数が増減されてもよい。
【００５４】
ストリング１０６０に電流が流れる場合は、第１のヒューズ１０８４、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２、第４のセル１０８３及び第２のヒューズ１０８５に電流が流れる。
【００５５】
（ヒューズの溶断電流）
第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５の各々は、溶断電流より大きい電流が流れた場合に溶断する。
【００５６】
溶断電流は、２個以上のストリング１０６０のうちの１個に故障が発生した場合に、短絡したセルにおいて熱に変換される電力により短絡したセルが燃焼しないように決定される。これにより、短絡したセルを燃焼させる過大な充電電流が第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５により阻止され、モジュール電池１０００の安全性が向上する。
【００５７】
（単位時間当たりに発生する熱の上限）
第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３の各々は、単位時間当たりに発生する熱が上限以下である場合は燃焼しないが、単位時間当たりに発生する熱が上限より大きい場合は燃焼する可能性がある。
【００５８】
セルにおいて発生する熱は、ジュール熱である。このため、セルにおいて単位時間当たりに発生する熱の上限は、セルにおいて熱に変換される電力の上限でもある。
【００５９】
当該電力が大きくなるのは、セルが短絡したにもかかわらず充電が継続される場合である。セルに印加される電圧及びセルに流れる電流の積で短絡抵抗に消費される電力が与えられ、セルが充電される場合は放電される場合よりも当該電圧が高くなるからである。
【００６０】
セルが燃焼しないようにするためには、２個以上のストリング１０６０が故障ストリングを含み当該故障ストリングに属する第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３が短絡したセルを含む故障を想定する。そして、故障が発生した場合に短絡したセルにおいて熱に変換される電力（以下では「続流電力」という。）が上限に達するときに故障ストリングに流れる充電電流より大きな充電電流が故障ストリングに流れることが第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５により阻止される。第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５の溶断電流は、続流電力が上限に達するときに故障ストリングに流れる充電電流に一致する。
【００６１】
これにより、短絡したセルにおいて単位時間当たりに発生する熱が上限を超えず、短絡したセルが燃焼しない。モジュール電池１０００の安全性が向上する。また、通常のオペレーション電流により第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５が溶断しにくい。
【００６２】
（セルの直列数）
セルの直列数が多い場合は、短絡したセルに直列接続される短絡していないセルが多くなり、短絡してないセルの内部抵抗により充電電流が制限される。このため、セルの直列数が多くなるにつれて続流電力が小さくなる。セルの直列数が閾値以下であるときには続流電力が上限に達しうるが、セルの直列数が閾値より大きいときには続流電力が上限に達しえない。
【００６３】
しかし、セルの直列数が多い場合は、充電末におけるセルの電圧のばらつきが大きくなり、充電末におけるセルの充電状態のばらつきが大きくなる。このため、セルの容量が十分に利用されず、モジュール電池１０００のエネルギー密度が低下する。
【００６４】
また、セルの直列数が多い場合は、２個以上のセルが故障した場合に使用できなくなるストリングが増加しやすい。このため、モジュール電池１０００の保全の回数が増加する。
【００６５】
セルの直列数は、エネルギー密度を向上し保全の回数を削減するために、閾値より少なくされる。モジュール電池の安全性は、第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５により確保される。
【００６６】
（続流電力の計算のモデル）
図１０の回路図は、続流電力の計算のモデルを示す。
【００６７】
図１０に示されるように、続流電力の計算のモデル１３００においては、１個のブロック１３２０に属する１個の故障したストリング１３４０が２個の短絡したセル１３６０及び１３６１を含む。続流電力の計算のモデル１３００においては、ブロックの数がｎであり、ストリングの並列数がｐであり、セルの直列数がｓである場合がモデル化されている。
【００６８】
１個のブロック１３２０、残余のｎ−１個のブロックの直列接続体１３２１及びＰＣＳ１３８０が充放電経路１４００に挿入され、１個のブロック１３２０、直列接続体１３２１及びＰＣＳ１３８０が直列接続される。ＰＣＳ１３８０は、充電電流の供給源となる。
【００６９】
直列接続体１３２１は、開放電圧Ｖ０及び内部抵抗Ｒ０を持つ電池であるとみなされる。
【００７０】
ブロック１３２０においては、１個の故障したストリング１３４０及び残余のｐ−１個のストリングの並列接続体１３４１が並列接続される。
【００７１】
並列接続体１３４１は、開放電圧Ｖｐ及び内部抵抗Ｒｐを持つ電池であるとみなされる。
【００７２】
故障したストリング１３４０においては、第１の短絡したセル１３６０、第２の短絡したセル１３６１及び残余のｓ−２個のセルの直列接続体１３６２が直列接続される。
【００７３】
第１の短絡したセル１３６０は、短絡しており、内部抵抗Ｒａｓ及び短絡抵抗Ｒａｐを持つ。モジュール電池１０００が充電される場合は、電圧Ｖａが第１の短絡したセル１３６０に印加され、充電電流Ｉ１が第１の短絡したセル１３６０に流れ、電流Ｉ３が短絡抵抗Ｒａｐに流れる。
【００７４】
第２の短絡したセル１３６１は、短絡しており、内部抵抗Ｒｂｓ及び短絡抵抗Ｒｂｐを持つ。モジュール電池１０００が充電される場合は、電圧Ｖｂが第２の短絡したセル１３６１に印加され、充電電流Ｉ１が第２の短絡したセル１３６１に流れ、電流Ｉ２が短絡抵抗Ｒｂｐに流れる。
【００７５】
（溶断電流の決定例）
図１１のグラフは、短絡抵抗Ｒａｐ及び続流電力Ｐａの関係を例示する。図１１の関係は、続流電力の計算のモデルを用いて計算される。
【００７６】
図１１は、充電電力がＰＣＳ１３８０の交流側で３０ｋＷであり、第１の短絡したセル１３６０の開放電圧が２．０７５Ｖであり、第１の短絡したセル１３６０の内部抵抗が１．１５ｍΩであり、第２の短絡したセル１３６１の開放電圧が１．７８Ｖであり、第２の短絡したセル１３６１の内部抵抗が１．１５ｍΩであり、第２の短絡したセル１３６１の短絡抵抗が１０ｍΩであり、第１の短絡したセル１３６０の単位時間当たりに発生する熱の上限（以下では「続流限界」という。）がＰ０である場合の関係を例示する。
【００７７】
図１１に示されるように、続流電力Ｐａは、短絡抵抗Ｒａｐが高くなるにつれて減少するが、やがて飽和する。
【００７８】
第１の短絡したセル１３６０を燃焼させないためには、続流電力Ｐａが続流限界Ｐ０を超えないようにされる。そのために、図１１が参照され、続流電力Ｐａが続流限界Ｐ０に達する短絡抵抗Ｒａｐ’が特定される。また、第１の短絡したセル１３６０が短絡抵抗Ｒａｐ’を持つ場合の充電電流Ｉ１であるＩ０が特定される。充電電流Ｉ１がＩ０以下である場合は第１の短絡したセル１３６０は燃焼しない。充電電流Ｉ１がＩ０より大きい場合は第１の短絡したセル１３６０が燃焼する可能性がある。このため、溶断電流がＩ０に一致させられる。
【００７９】
（セルの直列数の決定例）
図１２のグラフは、セルの直列数ｓ及び続流電力Ｐａの関係を例示する。図１２の関係は、続流電力の計算のモデルを用いて計算される。図１２に示される続流電力Ｐａは、短絡抵抗Ｒａｐを変化させた場合の最大値である。
【００８０】
図１２に示されるように、続流電力Ｐａは、セルの直列数ｓが多くなるにつれて小さくなる。セルの直列数ｓが閾値の５以下である場合には続流電力Ｐａは続流限界のＰ０に達しうる。モジュール電池１０００においては、セルの直列数ｓが閾値以下である４に決定される。
【００８１】
（ストリングの並列数）
ストリング１０６０の並列数は、望ましくは充電電流を交流から直流へ変換し放電電流を直流から交流へ変換するＰＣＳの能力を有効に活用できるように決定される。
【００８２】
（ヒューズの位置）
図９に示されるように、ストリング１０６０の各々において、第１のヒューズ１０８４は、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３より正極側にあり、第２のヒューズ１０８５は、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３より負極側にある。
【００８３】
図１３の回路図は、地絡回路が形成されたモジュール電池を示す。
【００８４】
図１３に示されるように、第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５がこのように配置された場合は、２個のストリング１０６０が地絡して地絡回路１３８２が形成されたときに、一方のストリング１０６０に属する第１のヒューズ１０８４及び他方のストリング１０６０に属する第２のヒューズ１０８５により短絡電流Ｉｓ及びＩｓ’が阻止される。このため、短絡電流Ｉｓ及びＩｓ’がより確実に遮断され、モジュール電池１０００の安全性が向上する。
【００８５】
ただし、第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５の片方が省略された場合並びに第１のヒューズ１０８４及び第２のヒューズ１０８５の両方又は片方の位置が変更された場合も、前述の溶断電流及びセルの直列数の決定の利点は損なわれない。
【００８６】
（ヒューズ長）
図２から図６までに示されるように、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３の各々は、円筒セルであり、円筒軸１４００を有し、鉛直に立てられる。正極端子１２００，１２２０，１２４０及び１２６０は、それぞれ、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３の円筒軸１４００上にない。負極端子１２０１，１２２１，１２４１及び１２６１は、それぞれ、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２及び第４のセル１０８３の円筒軸１４００上にある。正極端子１２００，１２２０，１２４０及び１２６０は、それぞれ、負極端子１２０１，１２２１，１２４１及び１２６１からモジュール電池１０００の幅方向Ｗに離れる。より一般的には、正極端子１２００，１２２０，１２４０及び１２６０は、それぞれ、負極端子１２０１，１２２１，１２４１及び１２６１から円筒軸１４００と垂直をなす第１の方向に離れる。
【００８７】
ストリング１６００の各々において、第１のヒューズ１０８４、第１のセル１０８０、第２のセル１０８１、第３のセル１０８２、第４のセル１０８３及び第２のヒューズ１０８５は、モジュール電池１０００の幅方向Ｗに配列される。より一般的には、これらは、円筒軸１４００と垂直をなす第１の方向に配列される。
【００８８】
ｎ個のストリング群１０２２＿１，１０２２＿２，・・・，１０２２＿ｎの各々において、ストリング１０６０はモジュール電池１０００の奥行き方向Ｄに配列される。より一般的には、ストリング１０６０は円筒軸１４００と垂直をなし前述の第１の方向と垂直をなす第２の方向に配列される。
【００８９】
ｎ個のストリング群１０２２＿１，１０２２＿２，・・・，１０２２＿ｎは、モジュール電池１０００の幅方向Ｗに配列される。より一般的には、ｎ個のストリング群１０２２＿１，１０２２＿２，・・・，１０２２＿ｎは円筒軸１４００と垂直をなす第１の方向に配列される。
【００９０】
第１のヒューズ１０８４の一方の接続端１１８１及び他方の接続端１１８０は、モジュール電池１０００の幅方向Ｗに第１のヒューズ１０８４のヒューズ長だけ離れる。第２のヒューズ１０８５の一方の接続端１２８０及び他方の接続端１２８１は、モジュール電池１０００の幅方向Ｗに第２のヒューズ１０８５のヒューズ長だけ離れる。
【００９１】
第１のヒューズ１０８４のヒューズ長及び第２のヒューズ１０８５のヒューズ長は、望ましくは４４ｍｍ程度に短くされる。これにより、モジュール電池１０００が幅方向Ｗ（第１の方向）に短くなり、モジュール電池１０００のエネルギー密度が向上する。
【００９２】
（モジュール電池の製造）
モジュール電池の製造においては、前述の説明にしたがって、セルの直列数が決定され、溶断電流が決定される。その後に、決定にしたがってモジュール電池１０００が組み立てられる。
【００９３】
本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての局面において例示であって限定的ではない。したが、本発明の範囲からはずれることなく無数の修正及び変形が案出されうると解される。
【符号の説明】
【００９４】
１０００  モジュール電池
１０２２＿１，１０２２＿２，・・・，１０２２＿ｎ  ストリング群
１０２５  正極ブス
１０２７＿１，１０２７＿２，・・・，１０２７＿ｍ  並列ブス
１０２９  負極ブス
１０６０  ストリング
１０８０  第１のセル
１０８１  第２のセル
１０８２  第３のセル
１０８３  第４のセル
１０８４  第１のヒューズ
１０８５  第２のヒューズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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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【図１３】
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【国際調査報告】
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