(57)【要約】  電池の内部抵抗の違いに対応できることを課題とする。  複数の電池モジュール（３）が接続されている電池システム（１）であって、電池モジュール（３）が設置されている場所の温度が高くなるにつれて、電池モジュール（３）へ接続される配線ケーブル（１１）の抵抗値を大きくすることを特徴とする。筐体（２）内において、温度の高い場所に配置されている電池群（４）への配線ケーブル（１１）の長さを長くし、温度の低い場所に配置されている電池群（４）への配線ケーブル（１１）の長さを短くする。具体的には、筐体（２）上部に配置されている電池群（４）への配線ケーブル（１１）の長さを長くし、筐体（２）下部に配置されている電池群（４）への配線ケーブル（１１）の長さを短くする。なお、配線ケーブル（１１）の長さは、出力端（２１）を筐体（２）の最下部に配置することで調節してもよい。
2012176261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池が接続されている電池システムであって、
前記電池が設置されている場所の温度が高くなるところの電池は、高くならないところの電池よりも、前記電池へ接続される配線ケーブルの抵抗値を大きくする
ことを特徴とする電池システム。
【請求項２】
前記配線ケーブルの長さを長くすることによって、前記配線ケーブルの抵抗値を大きくする
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電池システム。
【請求項３】
前記各電池からの電力を外部へ出力する出力端を、前記電池が収納されている筐体内において温度の低い場所に設置する
ことを特徴とする請求の範囲第１項または請求の範囲第２項に記載の電池システム。
【請求項４】
前記出力端は、前記筐体の最下部に設置されている
ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の電池システム。
【請求項５】
前記電池は、横方向に直列接続されることで、電池群を構成しており、
前記電池が収納されている筐体内において、上方に設置されている電池群ほど、前記配線ケーブルの長さを長くする
ことを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第４項のいずれか一項に記載の電池システム。
【請求項６】
前記電池は、縦方向に直列接続されることで、電池群を構成しており、
前記電池が収納されている筐体内において、側面に近い場所に設置されている電池群ほど、前記配線ケーブルの長さを長くする
ことを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第４項のいずれか一項に記載の電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池を備える電池システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池を備える電池システムにおいて、電池や、電池に接続される配線ケーブルなどによるセットにおける抵抗を、各セットにおいて均一にすることは重要である。
特許文献１〜３には、複数の電池を備える電池システムにおいて、各電池から延びる配線ケーブルの長さ、断面積、抵抗率を均一化することによって、各電池に接続される配線ケーブルの抵抗値を揃え、セット毎の抵抗が等しくなるよう配線する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８０１３５号公報
【特許文献２】特開平６−１６５３１０号公報
【特許文献３】特開２００６−４２４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３に記載の技術は、鉛電池のような内部抵抗が配線ケーブルの抵抗に比べて十分に小さい場合には有効である。しかしながら、鉛電池より内部抵抗が大きいリチウム電池などでは、電池の内部抵抗成分を無視することができず、さらに充放電時の発熱により内部抵抗が変動する。このため、配線ケーブルの抵抗を均一にしても、電池の内部抵抗の変動により、結果として各セットの抵抗が不均一となり、結果として内部抵抗が小さい電池に負荷が集中してしまう。このことが、電池システムにおける電力を効率的に使用できないことや、電池への負荷集中による電池の劣化促進の要因となる。【０００５】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、電池の内部抵抗の違いに対応できることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、複数の電池が接続されている電池システムであって、前記電池が設置されている場所の温度が高くなるところの電池は、高くならないところの電池よりも、前記電池へ接続される配線ケーブルの抵抗値を大きくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電池の内部抵抗の違いに対応できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る電池システムの外観斜視図である。
【図２】電池群の筐体内における位置と温度との関係を示すグラフである。
【図３】セル電池の内部抵抗と、温度の関係を示すグラフである。
【図４】第１実施形態に係る電池システムの配線例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る電池システムの別の配線例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る電池システムの電池モジュールの配列と、電池群の筐体内における位置と温度との関係を示すグラフである。
【図７】第２実施形態に係る電池システムの配線例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
なお、本実施形態は、電池システムが熱的に安定している状態での運用を基準としている。
【００１０】
《第１実施形態》
図１は、第１実施形態に係る電池システムの外観斜視図である。
本実施形態に係る電池システム１では、複数のセル電池（図示せず）から構成される電池モジュール（電池）３が、段毎に横方向に格納される形式で筐体２に収納されている。段毎の電池モジュール３の群を電池群４と称することとする。
筐体２の上面には筐体２内の熱を放出するためのファン５が設けられているが、このファン５は省略可能である。
【００１１】
図２は、電池群の筐体内における位置と温度との関係を示すグラフである。
発明者は、図２に示すように、図１の筐体２内において最上部の電池群４の温度は、最下段の電池群４に比べて高くなる傾向にあることを見出した。これは、電池モジュール３での発熱による熱が上昇することによるものと考えられる。
【００１２】
図３は、セル電池の内部抵抗と、温度の関係を示すグラフである。
図３に示すように、リチウムイオン電池のようなセル電池の温度が上昇すると、セル電池内の電解液の粘度が低下し、イオンの移動度が向上し、内部抵抗が小さくなることが知られている。
【００１３】
図２で説明したように、筐体２上部のセル電池（電池群４）の温度が上昇していることから、筐体２上部のセル電池の内部抵抗は小さくなっている。また、筐体２下部のセル電池（電池群４）は、筐体２上部のセル電池より温度が低いため、その内部抵抗は筐体２上部のセル電池より大きくなっている。
【００１４】
そこで、本実施形態では、筐体２上部の電池群４に接続される配線ケーブル１１の抵抗を大きくし、筐体２下部の電池群４に接続される配線ケーブル１１の抵抗を小さくすることによって、筐体２の上下における電池群４毎の抵抗を均一化する。
【００１５】
図４は、第１実施形態に係る電池システムの配線例を示す図である。
図４の例では、電池群４の１つにつき、５つの電池モジュール３が直列に接続されている。そして、合計４つの電池群４が出力端１２に対し並列接続されて、筐体２内に格納されている例を示す。
図４に示すように、各電池群４からの電力を外部へ出力する出力端１２を筐体２最下部に設置することにより、温度が高い場所に配置されている電池群４、すなわち、セル電池の内部抵抗が小さい筐体２上部へいくほど電池群４に接続される配線ケーブル１１の長さを長くする。つまり、図４における筐体２最上部から、電池群４ａ、電池群４ｂ、電池群４ｃ、電池群４ｄとすると、各電池群４への配線ケーブル１１の長さは、電池群４ａ＞電池群４ｂ＞電池群４ｃ＞電池群４ｄとなるようにしている。これにより、筐体２上部へ行くほど、電池群４に接続される配線ケーブル１１の抵抗を大きくし、各電池群４における抵抗を均一化している。つまり、温度の高い場所に設置されている電池群４ほど、接続される配線ケーブル１１の長さを長くしている。
【００１６】
図５は、第１実施形態に係る電池システムの別の配線例を示す図である。
図５においても、図４と同様に出力端１２を筐体２の最下部に設置することで、セル電池の抵抗が小さい筐体２上部へいくほど電池群４に接続される配線ケーブル１１の長さを長くするようにしている。
しかしながら、図４における各電池群４が並列に接続されていたのに対し、図５の例では図４と同様の電池群４を２つのグループ２１に分け、それぞれのグループ２１では、２つの電池群４が直列に接続されている。そして、それぞれのグループ２１が、出力端１２に対し、並列接続されている。このとき、上部の電池群４の２つと、下部の電池群４の２つとでグループ２１を２つ形成し、それぞれに接続される配線ケーブル１１の長さを変えている。
【００１７】
このように、電池群４を上下複数のグループ２１に分け、上部のグループ２１へいくほど、接続される配線ケーブル１１の長さを長くし、抵抗を大きくすることによって、グループ２１毎の抵抗を、均一化してもよい。
つまり、電池群４ａ、電池群４ｂ、電池群４ｃ、電池群４ｄを図４と同様に定義し、電池群４ａ、電池群４ｂをグループ２１ａとし、電池群４ｃ、電池群４ｄをグループ２１ｂとすると、各グループ２１への配線ケーブル１１の長さは、グループ２１ａ＞グループ２１ｂとなる。
【００１８】
《第２実施形態》
【００１９】
ここでは、図６（ａ）に示すように、電池モジュール３が縦方向に収納されている場合について説明する。
図６（ａ）に示す電池システム１ａは、電池モジュール３が縦方向に収納されている。図６（ａ）の例では、縦４つの電池モジュール３が直列に接続される（図６（ａ）では接続は図示せず）ことで、電池群４を形成している。そして、電池群４は、横に５つ並べられている。
また、電池群４が収納されている筐体２の左右両端を両端部と称し、左右からみて筐体２中央の部分を中央部と称することとする。
なお、筐体２の上面にはファン５が設けられていてもよい。
【００２０】
図６（ｂ）は、筐体２の上面にファン５を設けた場合における電池群４の位置と温度との関係を示すグラフである。
筐体２の上面にファン５を設けた場合（図６で図示せず）、必ずではないものの、筐体２の中央部は大きな風量を確保できるが、筐体２の両端部は、風量が低下することがある。このため、図６（ｂ）に示すように両端部の電池群４の温度が筐体２の中央部電池群４のに比べ、高くなる場合がある。
【００２１】
図７では、図６（ａ）に示す電池システム１ａに対する配線例を示す。
図７の例では、５つの電池群４（４ｅ〜４ｉ）が、出力端１２に対し縦方向に並列接続されている。
図面左から電池群４ｅ、電池群４ｆ、電池群４ｇ、電池群４ｈ、電池群４ｉとし、電池群４ｅおよび電池群４ｉに接続される配線ケーブル１１を配線ケーブル１１ａとし、電池群４ｆ、電池群４ｇ、電池群４ｈに接続される配線ケーブル１１を配線ケーブル１１ｂとする。
ここで、各配線ケーブル１１の長さは、配線ケーブル１１ａ＞配線ケーブル１１ｂとなっている。具体的には、符号６０１のところで配線ケーブル１１ａを配線ケーブル１１ｂより長くしている。
【００２２】
つまり、筐体２内において、温度の高い場所に設置されている電池群４ｅ、電池群４ｉへの配線ケーブル１１ａを長くし、温度の低い場所に設置されている電池群４ｆ、電池群４ｇ、電池群４ｈへの配線ケーブル１１ｂを短くしている。
【００２３】
このようにすることで、温度が高くなる傾向のある筐体２の両端部に配置されている電池群４（電池群４ｅ、電池群４ｉ）への配線ケーブル１１ａを中央部に配置されている電池群４（電池群４ｆ、電池群４ｇ、電池群４ｈ）への配線ケーブル１１ｂより長くし、抵抗を大きくすることで、各電池群４におけるセットの抵抗を均一化している。
【００２４】
なお、第２実施形態においても、複数の電池群４をグループ化し、各グループにおいて、電池群４を直列に接続し、それぞれのグループが、出力端１２に対し、並列接続されるようにしてもよい。
【００２５】
なお、本実施形態（第１実施形態、第２実施形態）では、配線ケーブル１１の長さを長くすることで配線ケーブル１１の抵抗を大きくしているが、配線ケーブル１１を細くしたり、配線ケーブル１１の材質を抵抗の大きい材質にしたり、途中に抵抗素子などを接続したりすることによって、配線ケーブル１１の抵抗を大きくしてもよい。
なお、本実施形態では、出力端１２を筐体２の最下部に設置しているが、温度の高い場所に設置されている電池群４への配線ケーブル１１の抵抗を大きくすることができれば、出力端１２を筐体２の最下部に設置しなくてもよい。例えば、配線ケーブル１１を細くしたり、筐体２上部への配線ケーブル１１の材質を抵抗の大きい材質にしたり、途中に抵抗や、コンデンサや、コイルなどを接続することによって、配線ケーブル１１の抵抗を大きくすることができれば、出力端１２を最下部とは別の場所に設置してもよい。
また、本実施形態では、５つの電池モジュール３で１つの電池群４を形成し、４つあるいは５つの電池群４が筐体２に格納されている例を示している。そして、図５では、１つのグループ２１に対し、２つの電池群４が格納されている例を示しているが、各個数の関しては、これらに限らないことは当然である。
【００２６】
（まとめ）
本実施形態では、温度の高い場所に配置されている電池群４への配線ケーブル１１の長さを長くし、温度の低い場所に配置されている電池群４への配線ケーブル１１の長さを短くすることによって、電池群４毎の抵抗を均一化している。つまり、本願は、特許文献１〜３のように各電池に接続される配線ケーブル１１の抵抗値を揃えるのではなく、意図的に配線ケーブル１１の抵抗値を、接続される電池群４に対応して変えている。
【００２７】
これにより、リチウム電池のような内部抵抗が大きい電池でも、電池群４毎の抵抗を均一化することができ、電池に負荷が集中することを防止することができる。
これにより、電池システム１，１ａにおける電力を効率的に使用でき、さらに、内部抵抗の小さい電池への負荷集中による電池の劣化促進を防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００２８】
１，１ａ  電池システム
２      筐体
３      電池モジュール（電池）
４，４ａ〜４ｉ  電池群
５      ファン
１１，１１ａ，１１ｂ  配線ケーブル
１２    出力端
２１，２１ａ，２１ｂ    グループ
【図１】
2012176261.tif 000003
【図２】
2012176261.tif 000004
【図３】
2012176261.tif 000005
【図４】
2012176261.tif 000006
【図５】
2012176261.tif 000007
【図６】
2012176261.tif 000008
【図７】
2012176261.tif 000009
【国際調査報告】
2012176261.tif 000010
2012176261.tif 000011