(57)【要約】【課題】溶接ちりの発生した電池モジュールを簡単かつ容易に、しかも速やかに選別する。溶接ちりによる素電池のショートを防止する。【解決手段】電池モジュールの検査方法は、複数の素電池１０を電池間の接続金具２０に溶接して電気接続している電池モジュール５０の溶接ちりＡによるショートを検査する方法である。電池モジュールの検査方法は、接続金具２０に、磁気的な作用で吸引される磁性金属を使用すると共に、電池モジュール５０に磁界を作用させて、接続金具２０を溶接する時に発生する溶接ちりＡを磁気的吸着力で移動させ、素電池１０の電圧を検出して溶接ちりＡのショートを検出する。【選択図】図６
2006134599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素電池(10)を電池間の接続金具(20)に溶接して電気接続している電池モジュールの検査方法であって、
接続金具(20)に、磁気的な作用で吸引される磁性金属を使用すると共に、電池モジュール(50)に磁界を作用させて、接続金具(20)を溶接する時に発生する溶接ちり(A)を磁気的吸着力で移動させ、素電池(10)の電圧を検出して溶接ちり(A)のショートを検出する電池モジュールの検査方法。
【請求項２】
複数の素電池(10)を電池間の接続金具(20)に溶接して電気接続している電池モジュールの検査方法であって、
電池モジュール(50)を強制的に振動させて、接続金具(20)を溶接する時に発生する溶接ちり(A)を移動し、素電池(10)の電圧を検出して溶接ちり(A)のショートを検出する電池モジュールの検査方法。  
【請求項３】
電池モジュール(50)を複数のローラー(41)の上に移動させて強制的に振動させる請求項２に記載される電池モジュールの検査方法。
【請求項４】
電池モジュール(50)を傾斜面(43)に落下させて、強制的に振動させる請求項２に記載される電池モジュールの検査方法。
【請求項５】
複数の素電池(10)を電池間の接続金具(20)に溶接して電気接続している電池モジュールの検査方法であって、
電池モジュール(50)を超音波振動し、あるいは素電池(10)の間に超音波振動を加えて、超音波振動で接続金具(20)を溶接する時に発生する溶接ちり(A)を移動させ、素電池(10)の電圧を検出して溶接ちり(A)のショートを検出する電池モジュールの検査方法。  
【請求項６】
複数の素電池(10)を電池間の接続金具(20)に溶接して電気接続している電池モジュールの検査方法であって、
電池モジュール(50)の素電池(10)の間に空気を強制送風し、この空気流でもって、接続金具(20)を溶接する時に発生する溶接ちり(A)を移動させ、素電池(10)の電圧を検出して溶接ちり(A)のショートを検出する電池モジュールの検査方法。  
【請求項７】
複数の素電池(10)の間に接続金具(20)を配設し、この接続金具(20)を素電池(10)に溶接して電気接続している電池モジュールであって、
素電池(10)の接続金具(20)との対向面に、溶接ちり(A)の移動をスムーズにする絶縁低摩擦層(17)を設けている電池モジュール。
【請求項８】
複数の素電池(10)の間に接続金具(20)を配設し、この接続金具(20)を素電池(10)に溶接して電気接続している電池モジュールであって、
接続金具(20)で接続している素電池(10)の対向面に、溶接ちり(A)を付着して移動を阻止する絶縁接着層(18)を設けている電池モジュール。
【請求項９】
複数の素電池(10)の間に接続金具(20)を配設し、この接続金具(20)を素電池(10)に溶接して電気接続している電池モジュールであって、
接続金具(20)で接続している素電池(10)の対向面であって、封口板(12)と外装缶(11)との境界を絶縁塗膜(19)で被覆して溶接ちり(A)の短絡を防止するようにしてなる電池モジュール。
【請求項１０】
複数の素電池(10)の間に接続金具(20)を配設し、この接続金具(20)を素電池(10)に溶接して電気接続している電池モジュールであって、
接続金具(20)が、素電池(10)の外装缶(11)の端部を挿入して電気接続している筒部(28)と、この筒部(28)の内側にあって、素電池(10)の封口板(12)に溶接しているプレート部(27)を有し、
筒部(28)に、素電池(10)の間に、溶接ちり(A)を移動する空気を強制送風する送風開口(29)を設けており、この送風開口(29)から素電池(10)間に強制送風して、溶接ちり(A)を素電池(10)の間で移動できるようにしてなる電池モジュール。
【請求項１１】
複数の素電池(10)の間に接続金具(20)を配設し、この接続金具(20)を素電池(10)に溶接して電気接続している電池モジュールであって、
素電池(10)の短絡を防止する絶縁キャップ(30)を素電池(10)の端面に備えており、この絶縁キャップ(30)が、素電池(10)の外装缶(11)の端部を挿入する筒部(31)と、この筒部(31)の内側にあって、接続金具(20)と外装缶(11)とを絶縁している絶縁リング部(32)を有し、
筒部(31)に、素電池(10)の間に、溶接ちり(A)を移動する空気を強制送風する送風開口(39)を設けており、この送風開口(39)から素電池(10)間に強制送風して、溶接ちり(A)を素電池(10)の間で移動できるようにしてなる電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素電池の対向面に接続金具を配設して、接続金具を対向する素電池に溶接して、素電池を電気接続している電池モジュールの、溶接ちりに起因する短絡を検査する方法と、溶接ちりによる短絡検査を能率よくでき、あるいは溶接ちりによる短絡を防止できる電池モジュールに関する。
特に、本発明は、ハイブリッドカー、電気自動車、あるいは燃料電池車等のように、車両を走行させるモーターに電力を供給する電池モジュールの検査方法と、この用途に最適な電池モジュールに関する。ただし、かかる発明は、使用用途を電動車両以外の用途であっても、大出力が要求される用途や、素電池複数接続部分の省スペース化が要求される用途の電池モジュール全般に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両のモーターを駆動する電池モジュールは、接続部の電気抵抗を小さくすることが大切である。この種の用途に使用される電池モジュールは、多数の素電池を直列に接続して出力電圧を高くしているからである。すなわち、多数の素電池を直列に接続するので、接続部の電気抵抗が大きいと、トータルの電気抵抗が極めて大きくなるからである。接続部の電気抵抗を小さくする電池モジュールは開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２２３８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この公報に記載される電池モジュールは、図１と図２に示す接続構造で素電池１０を直列に接続している。これ等の図に示す電池モジュールは、素電池１０の端面を接続金具２０を介して直列に接続している。接続金具２０は、互いに接近して配設する素電池１０の端面間に配設されて、対向する素電池１０の電極に溶接して電気接続される。図１の電池モジュールは、接続金具２０の中心部を封口板１２に、外周部を外装缶１１に溶接して電気接続している。図２の電池モジュールは、接続金具２０の外周に、素電池１０の外装缶１１の端部を挿入する筒部２８を設け、筒部２８の内側にプレート部２７を設けている。接続金具２０は、筒部２８を外装缶１１に、プレート部２７を封口板１２に溶接して、素電池１０を直列に接続する。
【０００４】
これ等の図に示す電池モジュールは、接続金具を介して、低抵抗な状態で接続される。しかしながら、接続金具を溶接するときに、接続金具の溶融部の一部が溶接ちりとして飛散することがある。溶接ちりは、導電性があるので、図３に示すように、素電池１０の封口板１２と外装缶１１の間に移動して、素電池１０をショートすることがある。このため、溶接ちりＡが発生している電池モジュールは、溶接ちりＡにより素電池１０をショートさせることがあるので、正常品としては使用できない。このため、溶接ちりが発生した電池モジュールは、不良品として選別される必要がある。
【０００５】
ただ、接続金具を溶接するときに溶接ちりが発生した電池モジュールの選別は簡単にはできない。それは、溶接ちりが必ずしも封口板と外装缶とをショートする位置に移動するとは限らず、また溶接ちりのショート電流が極めて小さいので、各々の素電池の電圧を検出して、溶接ちりのショートを検出するのが難しいからである。溶接ちりのショート電流が大きければ、これが素電池をショートすると、ショートされた素電池の電圧低下が大きくなる。このため、素電池の電圧低下を検出して溶接ちりの発生を検出できる。ところが、現実には溶接ちりのショート電流が小さいので、これが素電池を一時的にショートしても、素電池の電圧低下は小さく、電圧低下が顕著化するためには、一定の熟成期間を有する必要がある。このことが、溶接ちりのある電池モジュールの選別を難しくしている。
【０００６】
本発明は、従来のこのような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、溶接ちりの発生した電池モジュールを簡単かつ容易に、しかも速やかに選別できる電池モジュールとその検査方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、溶接ちりによる素電池のショートを防止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】
本発明の電池モジュールの検査方法は、複数の素電池１０を電池間の接続金具２０に溶接して電気接続している電池モジュール５０の溶接ちりＡによるショートを検査する方法である。
本発明の請求項１の電池モジュールの検査方法は、接続金具２０に、磁気的な作用で吸引される磁性金属を使用すると共に、電池モジュール５０に磁界を作用させて、接続金具２０を溶接する時に発生する溶接ちりＡを磁気的吸着力で移動させ、素電池１０の電圧を検出して溶接ちりＡのショートを検出する。
【０００８】
本発明の請求項２の電池モジュールの検査方法は、電池モジュール５０を強制的に振動させて、接続金具２０を溶接する時に発生する溶接ちりＡを移動させ、素電池１０の電圧を検出して溶接ちりＡのショートを検出する。この検査方法は、電池モジュール５０を複数のローラー４１の上に移動させて強制的に振動させ、あるいは、電池モジュール５０を傾斜面４３に落下させて、強制的に振動させることができる。
【０００９】
本発明の請求項５の電池モジュールの検査方法は、電池モジュール５０を超音波振動し、あるいは素電池１０の間に超音波振動を加えて、超音波振動で接続金具２０を溶接する時に発生する溶接ちりＡを移動させ、素電池１０の電圧を検出して溶接ちりＡのショートを検出する。
【００１０】
本発明の請求項６の電池モジュールの検査方法は、電池モジュール５０の素電池１０の間に空気を強制送風し、この空気流でもって、接続金具２０を溶接する時に発生する溶接ちりＡを移動させ、素電池１０の電圧を検出して溶接ちりＡのショートを検出する。
【００１１】
本発明の電池モジュールは、複数の素電池１０の間に接続金具２０を配設し、この接続金具２０を素電池１０に溶接して電気接続している。
本発明の請求項７の電池モジュールは、素電池１０の接続金具２０との対向面に、溶接ちりＡの移動をスムーズにする絶縁低摩擦層１７を設けている。
【００１２】
本発明の請求項８の電池モジュールは、接続金具２０で接続している素電池１０の対向面に、溶接ちりＡを付着して移動を阻止する絶縁接着層１８を設けている。
【００１３】
本発明の請求項９の電池モジュールは、接続金具２０で接続している素電池１０の対向面であって、封口板１２と外装缶１１との境界を絶縁塗膜１９で被覆して溶接ちりＡの短絡を防止している。
【００１４】
本発明の請求項１０の電池モジュールは、接続金具２０が、素電池１０の外装缶１１の端部を挿入して電気接続している筒部２８と、この筒部２８の内側にあって、素電池１０の封口板１２に溶接しているプレート部２７を有する。さらに、電池モジュールは、筒部２８に、素電池１０の間に溶接ちりＡを移動する空気を強制送風する送風開口２９を設けており、この送風開口２９から素電池１０間に強制送風して、溶接ちりＡを素電池１０の間で移動できるようにしている。
【００１５】
本発明の請求項１１の電池モジュールは、素電池１０の短絡を防止する絶縁キャップ３０を素電池１０の端面に備えている。この絶縁キャップ３０は、素電池１０の外装缶１１の端部を挿入する筒部３１と、この筒部３１の内側にあって、接続金具２０と外装缶１１とを絶縁している絶縁リング部３２を有する。電池モジュールは、筒部３１に、素電池１０の間に、溶接ちりＡを移動する空気を強制送風する送風開口３９を設けており、この送風開口３９から素電池１０間に強制送風して、溶接ちりＡを素電池１０の間で移動できるようにしている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電池モジュールの検査方法は、溶接ちりの発生した電池モジュールを簡単かつ容易に、しかも速やかに選別できる特長がある。それは、本発明の電池モジュールの検査方法が、接続金具を溶接する時に発生する溶接ちりを移動させると共に、素電池の電圧を検出して溶接ちりのショートを検出しているからである。接続金具を溶接するときに発生する溶接ちりは、常にショート位置にあるとはかぎらない。溶接ちりがショート位置にない電池モジュールは、使用中に溶接ちりがショート位置に移動すると素電池の性能を著しく低下させ、また素電池の寿命を著しく短くする。このため、溶接ちりの発生した電池モジュールは、溶接ちりがショート位置になくても、不良モジュールとして選別する必要がある。本発明の電池モジュールの検査方法は、溶接ちりをショート位置に移動させて、溶接ちりが素電池をショートさせる電池モジュールを不良品として選別する。したがって、溶接ちりがショート位置にない電池モジュールであっても、溶接ちりを速やかにショート位置に移動させて不良モジュールとして識別できる。
【００１７】
さらに、本発明の請求項７、請求項１０及び請求項１１の電池モジュールは、接続金具を溶接する時に発生する溶接ちりを速やかにショート位置に移動させて、不良モジュールとして識別できる特長がある。請求項７の電池モジュールは、素電池の接続金具との対向面に絶縁低摩擦層を設けているので、溶接ちりの移動をスムーズにして、速やかにショート位置に移動できる。請求項１０の電池モジュールは、接続金具の筒部に、素電池の間に溶接ちりを移動する空気を強制送風する送風開口を設けているので、この送風開口から素電池間に強制送風して、溶接ちりを速やかにショート位置に移動できる。請求項１１の電池モジュールは、素電池の短絡を防止する絶縁キャップの筒部に、素電池の間に溶接ちりを移動する空気を強制送風する送風開口を設けているので、この送風開口から素電池間に強制送風して、溶接ちりを速やかにショート位置に移動できる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項８と請求項９の電池モジュールは、接続金具を溶接する時に発生する溶接ちりによる素電池のショートを有効に防止できる特長がある。請求項８の電池モジュールは、接続金具で接続している素電池の対向面に絶縁接着層を設けているので、発生した溶接ちりをこの絶縁接着層に付着させて溶接ちりの移動を阻止して素電池のショートを有効に防止する。また、請求項９の電池モジュールは、封口板と外装缶との境界を絶縁塗膜で被覆しているので、この部分における溶接ちりの短絡を有効に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電池モジュールとこの電池モジュールの検査方法を例示するものであって、本発明は電池モジュールと検査方法を以下に特定しない。
【００２０】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２１】
図４に示す電池モジュール５０は、複数の素電池１０を直列に接続している。さらに電池モジュール５０は、素電池１０を直線状に連結している。この構造の電池モジュール５０は、主としてハイブリッドカーや電気自動車、あるいは燃料電池車等のように、車両を走行させるモーターを駆動する電源として使用される。ただ、本発明の電池モジュールは、電動車両以外の用途であって、大出力が要求される用途にも使用できる。図の電池モジュール５０は、素電池１０を円筒型電池とする。ただし、電池モジュールは、素電池を角型電池として、これを直列に、直線状に連結することもできる。
【００２２】
電池モジュール５０は、図５に示すように、同一平面に平行に並べてケース７０に収納される。横に並べている電池モジュール５０は、互いに直列に接続されて出力電圧を高くしている。電池モジュール５０は、その両端をケース７０に固定している。この電池モジュール５０は、ケース７０に連結する端子６０を、両端の電池端面から突出して固定している。図の電池モジュール５０は、電池端面に垂直に端子６０を固定している。端子６０は、下ケース７１の定位置に嵌入されるバスバー７２にネジ止めして固定される。バスバー７２は、隣接する電池モジュールを互いに連結すると共に、電池モジュールを直列に電気接続する。バスバー７２と端子６０は、下ケース７１と上ケース（図示せず）に挟着されて、定位置に固定される。
【００２３】
素電池１０は、ニッケル−水素電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電できる全ての電池を使用することができる。ただ、電動車両用の電池モジュールに使用される二次電池には、ニッケル−水素電池が適している。体積と重量に対する出力が大きくて、優れた大電流特性かつ安全性が高いという性能を有するからである。
【００２４】
図６と図７の断面図に示す素電池１０は、外装缶１１の開口部を封口板１２で気密に密閉している。外装缶１１と封口板１２は、鉄、鉄合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属板である。外装缶１１は、金属板を底を閉塞している筒状にプレス成形して製作される。封口板１２は、中央に凸部電極１３を設けている。外装缶１１の内部には、電極（図示せず）を内蔵している。さらに、電解液も充填している。外装缶１１は、開口部の端部をかしめ加工して封口板１２を気密に固定している。封口板１２は、ガスケット１４を介して外装缶１１のかしめ部に挟着されて気密に固定される。ガスケット１４は絶縁材のゴム状弾性体で、封口板１２と外装缶１１とを絶縁すると共に、封口板１２と外装缶１１との隙間を気密に閉塞する。この構造の素電池１０は、封口板１２をかしめて挟着するために、封口板１２を設けている端部に、周囲に沿って溝部１５が設けられる。さらに、封口板１２の周縁にはカシメ凸条１６が設けられる。この素電池１０は、封口板１２を第１の電極として、外装缶１１を第２の電極としている。ニッケル−水素電池は、封口板１２からなる第１の電極を正極として、外装缶１１からなる第２の電極を負極としている。ただし、素電池は、第１の電極を負極とし、第２の電極を正極とすることもできる。
【００２５】
図４ないし図７の電池モジュール５０は、複数の素電池１０を直線状に連結して、直列に接続している。この電池モジュール５０は、直線状に連結している素電池１０の対向する端面の間に、素電池１０を電気接続する接続金具２０を配設している。さらに、電池モジュール５０は、電池端面の外周縁と接続金具２０との間に絶縁キャップ３０を配設している。
【００２６】
接続金具２０は、磁気的な作用で吸引される磁性金属をプレス成形して製作される。接続金具２０は、鉄板や鉄合金である下地金属板の両面に金属メッキ層を設けている。金属メッキ層は、導電性に優れた電気抵抗の小さい導電メッキ層と、この導電メッキ層の表面に積層している溶接に適した抵抗メッキ層とからなる。導電メッキ層は、銅や銀、あるいはこれ等の合金であって、下地金属板と抵抗メッキ層よりも電気抵抗の小さいメッキ層である。抵抗メッキ層は、ニッケルやクローム、あるいはこれらの合金であって、導電メッキ層よりも電気抵抗が大きいメッキ層である。この接続金具２０は、抵抗メッキ層で発熱しやすく、電池端面に速やかに溶接される。また導電メッキ層によって電気抵抗が小さく、素電池１０を低抵抗な状態で直列に接続できる。
【００２７】
接続金具２０は、対向して配設される隣接する素電池１０の電池端面に溶接して接続されて、素電池１０を直列に電気接続する。図８と図９の接続金具２０は、金属板を中心孔２１のあるリング状に成形している。図８の接続金具２０は、素電池１０の外装缶１１の端部を挿入して電気接続する筒部２８と、この筒部２８の内側にあって、素電池１０の封口板１２に溶接しているプレート部２７を有する。筒部２８は、第２の電極である外装缶１１の外周面に溶接させる溶接凸部２２を内面に突出して設けている。プレート部２７は、第１の電極である電池端面の封口板１２に溶接される複数の溶接凸部２２を、図において下面に突出して設けている。図９の接続金具２０は、両面に突出して電池端面に溶接される複数の溶接凸部２２を設けている。両面に突出している溶接凸部２２は、対向する電池端面の第１の電極と第２の電極に溶接されて、隣接して配設している素電池１０を直列に接続する。
【００２８】
接続金具２０は、中心孔２１を設けて、ここに凸部電極１３を配設している。接続金具は、中心孔を開口することなく、凸部電極を案内する部分を突出させる形状とすることもできる。接続金具２０は、電池端面に設けているカシメ凸条１６の内形よりも外形を大きくしている。図６と図７の接続金具２０は、素電池１０の外形にほぼ等しい外形としている。
【００２９】
図８と図９の接続金具２０は、内周部２３と外周部２４とに段差のある形状に、金属板をプレス成形している。ただし、図８の接続金具２０は、プレート部２７を段差のある形状にプレス成形している。内周部２３は、封口板１２の表面に接近する位置に配設され、外周部２４は絶縁キャップ３０の表面で外装缶１１の底面に接近する位置に配設される。図９の接続金具２０は、内周部２３と外周部２４に、各々溶接するために複数の溶接凸部２２を設けている。内周部２３の溶接凸部２２は、封口板１２の方向に突出して封口板１２に溶接される。外周部２４の溶接凸部２２は、外装缶１１の底面に向かって突出して外装缶１１の底面の外周部に溶接される。図８の接続金具２０は、プレート部２７の内周部２３の溶接凸部２２と、筒部２８の溶接凸部２２とを対向する電池に溶接し、図９の接続金具２０は、内周部２３と外周部２４の溶接凸部２２を、対向する素電池１０に溶接して、素電池１０を直列に接続する。
【００３０】
絶縁キャップ３０は、図６と図７に示すように、プラスチックや合成ゴム等の絶縁材をリング状に成形したものである。素電池１０は、封口板１２を第１の電極、外装缶１１を第２の電極としているので、封口板１２に接続している接続金具２０が外装缶１１の一部であるカシメ凸条１６に接触するとショートする。封口板１２と外装缶１１とを絶縁するために、封口板１２に接続している接続金具２０と、外装缶１１のカシメ凸条１６との間に絶縁キャップ３０を配設して絶縁している。図の絶縁キャップ３０は、封口板１２に接続している接続金具２０と外装缶１１の一部であるカシメ凸条１６とを絶縁している絶縁リング部３２と、この絶縁リング部３２の外周に連結するように成形している筒部３１とを備える。プラスチック製の絶縁キャップ３０は、筒部３１と絶縁リング部３２からなる全体を一体的に成形できるので、絶縁リング部３２と筒部３１を別々に製作して連結する必要がない。
【００３１】
絶縁キャップ３０は、隣接する素電池１０の間に配設される。絶縁キャップ３０は、接続金具２０の両面を対向する電池端面に溶接するために貫通孔３３を設けている。貫通孔３３は、絶縁リング部３２に開口される。さらに、図の絶縁キャップ３０は、絶縁リング部３２の貫通孔３３の内周面を接続金具２０の段差部２５の外周面に当接させて接続金具２０を所定の位置に配置している。さらに、図６と図７の絶縁キャップ３０は、カシメ凸条１６の内面を被覆するリング凸条３５を絶縁リング部３２の内周縁に一体成形して設けている。リング凸条３５は、カシメ凸条１６の内側に嵌入される形状である。この絶縁キャップ３０は、リング凸条３５をカシメ凸条１６の内側に嵌入して定位置に配設されて、接続金具２０とカシメ凸条１６とを絶縁する。
【００３２】
筒部３１は、素電池１０の外装缶１１の端部を隙間なく挿入できる筒状に成形される。円筒型電池の素電池１０を挿入する筒部３１は円筒形で、その内径を円筒型電池の外径にほぼ等しく、正確には内径を円筒型電池の外径よりもわずかに小さくする。わずかに小さい円筒状の筒部３１は、素電池１０を挿入するとわずかに伸びて、素電池１０の外装缶１１にぴったりと隙間なく密着する。また、素電池１０の外装缶１１は、製造工程によって外径にわずかなバラツキがある。規定の寸法よりもわずかに小さく成形している筒部３１は、外径にバラツキのある外装缶、とくに細い外装缶の素電池を隙間なく挿入できる。筒部３１が弾性的に伸びて、外装缶の太さのバラツキを吸収するからである。
【００３３】
溶接ちりは、接続金具２０と封口板１２との間に発生する。接続金具２０が封口板１２に溶接されるからである。ここに発生する溶接ちりは、外周方向に移動して、かしめ部で封口板１２と外装缶１１とをショートさせる。図１０に示す電池モジュール５０は、溶接ちりＡをスムーズに移動させて、速やかに溶接ちりＡで封口板１２と外装缶１１とをショートさせる。溶接ちりＡは、接続金具２０と封口板１２との間を移動する。この隙間を溶接ちりＡがスムーズに移動するように、素電池１０は、接続金具２０との対向面に絶縁低摩擦層１７を設けている。図の電池モジュール５０は、接続金具２０との対向面が封口板１２となるので、封口板１２の表面に絶縁低摩擦層１７を設けている。絶縁低摩擦層１７は、フッ素樹脂やポリエチレン等のプラスチックシートを封口板１２の表面に接着して設けている。絶縁低摩擦層１７は、接続金具２０の溶接凸部２２よりも外側に設けている。溶接凸部２２を封口板１２に溶接する部分に絶縁低摩擦層１７があると、これが電流を遮断して、接続金具２０を確実に封口板１２に溶接できなくなるからである。この電池モジュール５０は、溶接ちりＡを絶縁低摩擦層１７でスムーズに外周に向かって移動できる。さらに、図示しないが、電池モジュールは、接続金具の封口板との対向面にも絶縁低摩擦層を設けて、溶接ちりを接続金具と封口板との間でよりスムーズに移動できる。このため、溶接ちりを速やかに封口板と外装缶との間に移動してショートでき、不良電池モジュールを速やかに選別できる。
【００３４】
電池モジュールは、溶接ちりの移動を阻止して、溶接ちりによるショートを防止することもできる。この電池モジュール５０は、図１１に示すように、素電池１０の接続金具２０との対向面となる封口板１２の表面に、溶接ちりＡを付着して移動を阻止する絶縁接着層１８を設けている。絶縁接着層１８は、粘着層、あるいは溶接後に一定の時間経過すると硬化する層で、接続金具２０と封口板１２との間に発生する溶接ちりＡを付着して移動しないようにする。溶接ちりＡが移動しない電池モジュール５０は、溶接ちりＡによるショートを阻止できるので、溶接ちりが発生しても、電池モジュールが不良とならない。
【００３５】
さらに、図１２の電池モジュール５０は、接続金具２０で接続している素電池１０の対向面であって、封口板１２と外装缶１１との境界を絶縁塗膜１９で被覆して溶接ちりＡによる短絡を防止している。絶縁被膜は、エポキシ塗料やウレタン塗料等の合成樹脂塗料を塗布して設けることができる。この電池モジュール５０は、封口板１２と外装缶１１との間を絶縁塗膜１９で絶縁するので、溶接ちりＡによる素電池１０のショートを防止できる。このため、溶接ちりが発生して電池モジュールが不良となるのを阻止できる。
【００３６】
本発明の電池モジュールの検査方法は、溶接ちりをショート位置に移動させて、溶接ちりが素電池１０をショートさせる電池モジュールを不良品として選別する。図６の電池モジュール５０は、溶接ちりが封口板１２と外装缶１１のかしめ部とをショートして、素電池１０をショートさせる。溶接ちりが発生した電池モジュールを速やかに選別するには、発生した溶接ちりが素電池１０をショートすることが大切である。発生した溶接ちりがショート位置に移動すると、素電池１０はショートされる。素電池１０がショートされると、素電池１０はショート電流で放電されて電圧が低下する。したがって、各々の素電池１０の電圧を検出すると、ショートしている素電池１０の電圧が他のものよりも低くなる。このため、いずれかの素電池１０の電圧が低下した電池モジュールは、溶接ちりによる不良電池モジュールと識別できる。
【００３７】
接続金具２０を溶接するときに発生する溶接ちりは、常にショート位置にあるとはかぎらない。溶接ちりがショート位置にない電池モジュールは正常に動作する。ただ、この電池モジュールが、たとえば車両用の電源装置等に使用されると、車両の振動等の影響で、使用している時に溶接ちりがショート位置に移動することがある。溶接ちりがショート位置に移動すると、素電池１０の性能を著しく低下させ、また素電池１０の寿命を著しく短くする。このため、溶接ちりの発生した電池モジュールは、溶接ちりがショート位置になくても、不良モジュールとして選別する必要がある。ただ、溶接ちりがショート位置にないと、不良モジュールとして識別できない。このため、溶接ちりの発生した電池モジュールを不良モジュールとして選別するには、発生した溶接ちりを速やかにショート位置に移動させることが大切である。
【００３８】
以下、溶接ちりを速やかにショート位置に移動させる方法を詳述する。
接続金具２０に、磁気的な作用で吸引される磁性金属、たとえば鉄や鉄合金を使用する。磁性金属の接続金具２０から分離した溶接ちりは、磁気に吸引される。このため、図１３に示すように、電池モジュール５０に磁界を作用させて、接続金具２０を溶接する時に発生する溶接ちりを磁気的吸着力で移動させる。図の方法は、素電池１０の境界に外部から磁石４０を接近させる。磁石４０は、永久磁石または電磁石である。磁石４０は、素電池１０の境界で発生した溶接ちりを吸引して外周方向に移動させる。外周方向に移動される溶接ちりは、封口板１２と外装缶１１のかしめ部との境界に移動して、封口板１２と外装缶１１とをショートさせる位置に移動する。磁石４０で溶接ちりをショート位置に移動させた後、各々の素電池１０の電圧を検出し、いずれかの素電池１０の電圧が低下していると、不良モジュールとして選別する。
【００３９】
接続金具２０は、充電していない素電池に溶接される。この状態の電池モジュールは、ショート位置に移動した溶接ちりが残容量の少ない素電池をショートする。溶接ちりが素電池１０をショートする状態は、一般的に「軽ショート」と呼ばれるように、たとえば数ｍＡ〜数十ｍＡのオーダーの小さい電流で素電池１０をショートする。小さいショート電流は、素電池１０の電圧低下を少なくする。ただ、充電していない素電池は、残容量が小さいので電圧が低下しやすく、溶接ちりのショートを速やかに検出できる。したがって、溶接ちりを強制的にショート位置に移動させて、素電池の電圧検出して不良モジュールを識別する方法は、たとえば素電池の残容量を３０％以下、好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下、最適には全く充電しない状態とする。
【００４０】
各々の素電池の電圧を検出して、不良モジュールを識別する方法は、検出した素電池の電圧を他の素電池の電圧に比較して、特定の素電池の電圧が他の素電池の電圧よりも設定電圧以上に低いと不良モジュールと判別する。また、各々の素電池の電圧が、基準電圧よりも低いと、不良モジュールと識別する。たとえば、素電池の電圧が他の素電池の電圧よりも数ｍＶ〜数十ｍＶ以上低いと、不良モジュールと判別する。
【００４１】
溶接ちりは、電池モジュールを強制的に振動させて、ショート位置に移動させることもできる。図１４ないし図１６は、電池モジュールに振動を与えて、溶接ちりをショート位置に移動させる。図１４は、ローラー４１を矢印で示す方向に回転させて、電池モジュール５０を、ローラー４１を越えるときに上下に振動させながら移送する。図１５は、ローラー４１の表面に多数の凸起４２を設けて、さらに効果的に電池モジュール５０を振動させる。図１６は、電池モジュール５０の素電池１０の間に超音波振動を加えて、超音波振動で溶接ちりをショート位置に移動させる。超音波振動は、溶接ちりを移動しやすい状態として、溶接ちりを落下させてショート位置に移動させる。図の方法は、素電池１０の間の空気に超音波振動を加え、この空気振動で溶接ちりを超音波振動させる。図示しないが、電池モジュールを超音波振動させて、溶接ちりをショート位置に移動させることもできる。この方法は、超音波ホーンの先端を電池モジュールに接触させて、電池モジュールを超音波振動させる。
【００４２】
さらに、図１７は、電池モジュール５０を下り勾配の傾斜面４３を転動させて、回転落下させて、溶接ちりをショート位置に移動させる。この方法は、電池モジュール５０を回転させて、溶接ちりに衝撃を与えてショート位置に移動させる。とくに、傾斜面４３から水平面４４に移動する境界で、電池モジュール５０に衝撃を加え、この衝撃で溶接ちりをショート位置に移動させる。この方法は、図示しないが、複数段の傾斜面に落下させて、さらに効果的に溶接ちりをショート位置に移動できる。
【００４３】
さらに、図１８は、電池モジュール５０の素電池１０の間に空気を強制送風し、この空気流でもって、溶接ちりをショート位置に移動させる。図の方法は、素電池１０の間で外装缶１１のかしめ部と絶縁キャップ３０との間に注射針のように吸入管４５を挿入し、この吸入管４５で空気を吸入して、溶接ちりをショート位置に移動させる。図の電池モジュール５０は、素電池１０の間に吸入管を挿入するために、接続金具２０と絶縁キャップ３０に送風開口２９、３９を開口している。図に示す接続金具２０は、筒部２８に送風開口２９を設けており、この送風開口２９から素電池１０の間に空気を強制送風して溶接ちりを移動させるようにしている。さらに、絶縁キャップ３０は、筒部３１に送風開口３９設けており、この送風開口３９から素電池１０の間に空気を強制送風して溶接ちりを移動させるようにしている。図の電池モジュール５０は、筒部２８に設ける送風開口２９と絶縁キャップ３０に設ける送風開口３９とを、図１９に示すように貫通孔としている。ただ、送風開口２９、３９は、図２０に示すように、筒部２８、３１を切欠して開口することもできる。
【００４４】
このように、素電池１０の間に空気を強制送風し、この空気流でもって溶接ちりを移動する方法は、吸入管４５が接続金具２０と封口板１２との間の空気を吸入して、ここに発生する溶接ちりを空気流でショート位置に移動させる。ただし、図示しないが、素電池の間に空気を吹き込み、この空気流で溶接ちりをショート位置に移動させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本出願人が先に出願した電池モジュールの一例を示す断面図である。
【図２】本出願人が先に出願した電池モジュールの他の一例を示す断面図である。
【図３】図１に示す電池モジュールの素電池が溶接ちりでショートする状態を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる電池モジュールの側面図である。
【図５】図４に示す電池モジュールをケースに収納する状態を示す斜視図である。
【図６】図４に示す電池モジュールの連結構造を示す拡大断面図である。
【図７】本発明の他の実施例にかかる電池モジュールの連結構造を示す拡大断面図である。
【図８】図６に示す電池モジュールの接続金具を示す斜視図である。
【図９】図７に示す電池モジュールの接続金具を示す斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施例にかかる電池モジュールの連結構造を示す拡大断面図である。
【図１１】本発明の他の実施例にかかる電池モジュールの連結構造を示す拡大断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例にかかる電池モジュールの連結構造を示す拡大断面図である。
【図１３】溶接ちりをショート位置に移動させる方法の一例を示す平面図である。
【図１４】溶接ちりをショート位置に移動させる方法の他の一例を示す斜視図である。
【図１５】溶接ちりをショート位置に移動させる方法の他の一例を示す斜視図である。
【図１６】溶接ちりをショート位置に移動させる方法の他の一例を示す平面図である。
【図１７】溶接ちりをショート位置に移動させる方法の他の一例を示す斜視図である。
【図１８】溶接ちりをショート位置に移動させる方法の他の一例を示す拡大断面図である。
【図１９】図１８に示す電池モジュールの分解斜視図である。
【図２０】本発明の他の実施例にかかる電池モジュールの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…素電池
１１…外装缶
１２…封口板
１３…凸部電極
１４…ガスケット
１５…溝部
１６…カシメ凸条
１７…絶縁低摩擦層
１８…絶縁接着層
１９…絶縁塗膜
２０…接続金具
２１…中心孔
２２…溶接凸部
２３…内周部
２４…外周部
２５…段差部
２７…プレート部
２８…筒部
２９…送風開口
３０…絶縁キャップ
３１…筒部
３２…絶縁リング部
３３…貫通孔
３５…リング凸条
３９…送風開口
４０…磁石
４１…ローラー
４２…凸起
４３…傾斜面
４４…水平面
４５…吸入管
５０…電池モジュール
６０…端子
７０…ケース
７１…下ケース
７２…バスバー
Ａ…溶接ちり
【図１】
2006134599.tif 000003
【図２】
2006134599.tif 000004
【図３】
2006134599.tif 000005
【図４】
2006134599.tif 000006
【図５】
2006134599.tif 000007
【図６】
2006134599.tif 000008
【図７】
2006134599.tif 000009
【図８】
2006134599.tif 000010
【図９】
2006134599.tif 000011
【図１０】
2006134599.tif 000012
【図１１】
2006134599.tif 000013
【図１２】
2006134599.tif 000014
【図１３】
2006134599.tif 000015
【図１４】
2006134599.tif 000016
【図１５】
2006134599.tif 000017
【図１６】
2006134599.tif 000018
【図１７】
2006134599.tif 000019
【図１８】
2006134599.tif 000020
【図１９】
2006134599.tif 000021
【図２０】
2006134599.tif 000022