(57)【要約】【課題】  総プラス端子および総マイナス端子が連結される電池セルの温度上昇を他の電池セルと等しくすることで、組電池全体として見た場合の出力復帰性能の向上を図ることが可能な電池パックを提供する。【解決手段】  組電池１から電力を取出すため、出力ケーブルの先端部に設けられた連結端子３１の胴部に、端子ヒータ５０が設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池モジュールが複数積層状態で保持された組電池を有する電池パックであって、
前記組電池から電力を取出す電力取出し部に、加熱手段を設けたことを特徴とする、電池パック。
【請求項２】
前記組電池は、総プラス端子と、総マイナス端子とを有し、
前記組電池からの電力の取出しには、前記総プラス端子および前記総マイナス端子に、それぞれケーブルが接続され、
前記ケーブルの前記総プラス端子および前記総マイナス端子との連結に連結端子が設けられ、
前記総プラス端子および前記総マイナス端子と、前記連結端子との接続により、前記電力取出し部が形成され、
前記連結端子に、前記加熱手段が設けられる、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記加熱手段は電熱線である、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記電池モジュールは、複数の電池セルを備え、
前記総プラス端子および前記総マイナス端子が接続される前記電池セルの温度が、他の電池セルの温度と略同じとなるように、前記加熱手段により前記電力取出し部を加熱する、請求項２または３に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車等の車両に搭載される電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機を駆動源として用いる電気自動車や、駆動源としての電動機とその他の駆動源とを組み合わせた、いわゆるハイブリッド電気自動車が実用化されてきている。このような車両においては、電動機にエネルギーである電気を供給するための電池が搭載される。この電池としては、たとえば、繰り返し充放電が可能なニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などに代表される二次電池が用いられる。
【０００３】
二次電池は、複数の電池セルを内包した電池モジュールを積層した組電池により構成されており、この電池モジュールが電池ケースの内部に収容された状態で自動車に搭載される。この電池ケースと、電池ケースの内部に収容された電池モジュールおよびその他の内部構成部品とを含めたものを電池パックと称する。
【０００４】
上記構成からなる電池パックにおいて、この電池パックを搭載した自動車を低温環境下で駐車した場合、組電池の温度も徐々に低下することとなる。その後、自動車の駆動時に、電池パックから電力を得ようとした場合、電池セルの温度が低下している結果、電池セルの内部抵抗が上昇し、駆動当初は所望の出力が得られない。その後、時間経過とともに、電池セルの温度が上昇することで、電池セルの内部抵抗が低下し、出力が回復する。
【０００５】
ここで、組電池には、総プラス端子と総マイナス端子とが設けられ、組電池からの電力の取出しには、この総プラス端子および総マイナス端子に、それぞれ連結端子が接続された出力ケーブルが接続される。連結端子および出力ケーブルには、導電性能の観点から銅を基材とする材料が用いられ、出力ケーブルには太いＣｕ線が用いられる。また、出力ケーブルには、高電圧の高電流が流れるため、車両の床下に配線されている。
【０００６】
ここで、導電性能の高い出力ケーブルは熱伝導も良いため、連結端子および出力ケーブルからの放熱量は大きく、連結端子および出力ケーブルが接続される総プラス端子および総マイナス端子が連結される電池モジュール、その中でも総プラス端子および総マイナス端子が直接接続される電池セルは他の電池セルに比べて放熱量が多くなり、総プラス端子および総マイナス端子が直接接続される電池セルの温度上昇は他の電池セルに比べると鈍く、組電池全体として見た場合、組電池の出力はこの総プラス端子および総マイナス端子が連結される電池セルに律速され、出力回復が妨げられてしまう。
【０００７】
なお、下記特許文献１には、バッテリ端子部まで加温された空気で加熱する技術が開示されているが、連結端子および出力ケーブルからの放熱量に起因する、組電池の出力回復問題に関する記載はない。
【特許文献１】特開１１−２１４０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明が解決しようとする課題は、連結端子および出力ケーブルからの放熱量が大きいため、総プラス端子および総マイナス端子が連結される電池セルの温度上昇が他の電池セルに比べて鈍くなり、組電池全体として見た場合、組電池の出力回復が、総プラス端子および総マイナス端子が連結される電池セルによって妨げられてしまう点にある。したがって、この発明は、総プラス端子および総マイナス端子が連結される電池セルの温度上昇を他の電池セルと等しくすることで、組電池全体として見た場合の出力復帰性能の向上を図ることが可能な電池パック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】
【０００９】
本発明の電池パックにおいては、電池モジュールが複数積層状態で保持された組電池を有する電池パックであって、組電池から電力を取出す電力取出し部に、加熱手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に基づいた電池パックによれば、加熱手段により、組電池から電力を取出す電力取出し部に所定の熱が与えられることで、ケーブル等から放熱する場合であっても、組電池の一部の低温化を防止し、組電池全体の温度の均一化を図ることが可能となる。その結果、組電池全体として均一に温度上昇させることが可能となり、組電池全体として見た場合の出力復帰性能の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に基づいた電池パックの実施の形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。なお、図１は、本実施の形態における電池パックの内部構造を示す斜視図であり、図２は、電力取出し部の部分拡大図であり、図３は、電力取出し部の加熱制御を示すフロー図である。また、図４は、駐車・走行時の時間経過とセル温度との関係を示す図であり、図５は、温度の高低とセル内部抵抗およびセル出力との関係を示す図である。
【００１２】
まず、図１を参照して、本実施の形態における電池パックは、電池モジュール１０が複数積層状態で保持された組電池１を有している。電池モジュール１０は、複数の電池セル１１０が内包され、電池モジュール１０内において電池セル１１０は、通常直列接続されている。電池セル１１０の種類としては、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などに代表される二次電池が挙げられる。電池モジュール１０の両側面には、連結端子１１が設けられ、積層配置される隣接の電池モジュール１０が接続プレート１２により連結され、各電池モジュール１０は通常直列接続されている。
【００１３】
組電池１の両端部に位置する電池モジュール１０のそれぞれの連結端子は、総プラス端子１１Ａおよび総マイナス端子１１Ｂを構成する。この総プラス端子１１Ａおよび総マイナス端子１１Ｂには、組電池１から電力を取出すために、それぞれ出力ケーブル３０が接続されている。出力ケーブル３０の芯線３０ａには、導電性能の観点からＣｕ線が用いられ、また、連結端子３１も銅を基材とする材料から形成されている。また、連結端子３１の連結環状部３１ｂが、総プラス端子１１Ａおよび総マイナス端子１１Ｂにそれぞれ連結固定されることとなる。したがって、本実施の形態においては、総プラス端子１１Ａおよび総マイナス端子１１Ｂと連結端子３１との接続により、電力取出し部が形成される。
【００１４】
さらに、本実施の形態における電池パックにおいては、総プラス端子１１Ａおよび総マイナス端子１１Ｂと連結端子３１との接続により規定されるそれぞれの電力取出し部に、加熱手段としての電熱線からなる端子ヒータ５０が設けられている。具体的には、図１および図２に示すように、連結端子３１の胴部３１ａの外周面に端子ヒータ５０が巻き付けられ、この端子ヒータ５０にケーブル５１が連結され、端子ヒータ５０のＯＮ／ＯＦＦが、ヒータ制御部６０により制御されている。このヒータ制御部６０には、組電池１の全体の温度を管理するため、選択的に配置された複数の電池温度センサ２１の信号が、信号ケーブル２２を介して入力されるとともに、連結端子３１の温度を測定するため連結端子３１の胴部３１ａの外周面に配置された端子温度センサ４０の信号が、信号ケーブル４１を介して入力されている。
【００１５】
上記構成からなる電池パックにおいて、端子ヒータ５０を常時ＯＮにして、電力取出し部を常時加熱しておくことは可能であるが、通常は、図３に示すフローにしたがって、端子ヒータ５０のＯＮ／ＯＦＦが制御される。まず、自動車の走行に伴い、バッテリシステムがＯＮ状態となる（ステップ１０（以下、Ｓ１０と称する））。次に、端子温度センサ４０により連結端子３１の温度を測定するとともに、電池温度センサ２１により組電池１の温度を測定する。連結端子３１の温度を測定することで、総プラス端子１１Ａおよび総マイナス端子１１Ｂが連結される電池モジュール１０、その中でも総プラス端子１１Ａおよび総マイナス端子１１Ｂが直接接続される電池セル１１０の温度を観測することができる。
【００１６】
測定の結果、組電池１の温度よりも、連結端子３１の温度が低いと判断（ＹＥＳ）した場合には（Ｓ２０）、端子ヒータ５０をＯＮ状態にする（Ｓ３０）。これにより、電力取出し部が加熱され、総プラス端子１１Ａおよび総マイナス端子１１Ｂが接続される電池セル１１０の温度が、他の電池セル１１０の温度と略同じとなるように温度制御される。一方、Ｓ２０において、組電池１の温度よりも、連結端子３１の温度が低くない判断（ＮＯ）した場合には、端子ヒータ５０をＯＦＦ状態に制御する（Ｓ３１）。
【００１７】
以上本実施の形態における電池パックによれば、組電池１から電力を取出す電力取出し部に、加熱手段としての端子ヒータ５０を設けることにより、電力取出し部に所定の熱が与えられることで、出力ケーブル３０から放熱した場合であっても、総プラス端子１１Ａおよび総マイナス端子１１Ｂが直接接続される電池セル１１０の低温化を防止することができる。
【００１８】
図４に示すように、従来の総プラス端子および総マイナス端子が接続された電池セルの場合、点線で示すように、車両の走行時であっても、他の電池セルに比べてセル温度が低くなっていた。そのため、図５に示すように、他のセルは走行により、Ｐ０からＰ１にまで温度上昇し、所望のセル出力が可能であるにもかかわらず、総プラス端子１１Ａおよび総マイナス端子１１Ｂが直接接続される電池セルは、Ｐ０からＰ２にまでしか温度上昇しないため、所望のセル出力を得ることができず、組電池１全体として見た場合、組電池１の出力回復が、総プラス端子および総マイナス端子が連結される電池セルによって妨げられていた。
【００１９】
しかし、本実施の形態における電池セルの場合、総プラス端子および総マイナス端子が接続された電池セルと他の電池せるとの間に温度が生じないため、組電池１全体の温度の均一化を図ることが可能となる。また、組電池１全体として均一に温度上昇させることが可能となり、組電池１全体として見た場合の出力復帰性能の向上を図ることも可能としている。
【００２０】
なお、上記実施の形態においては、加熱手段としての電熱線からなる端子ヒータ５０を採用した場合について説明しているが、熱を電力取出し部に与えることができるものであれば、他の装置構成の採用も可能である。また、連結端子３１に通電により熱を発生する材料（真鍮等）を用いることで、連結端子３１そのものが加熱手段を構成することとなり、装置構成の簡略化を図ることが可能となる。
【００２１】
したがって、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明に基づいた実施の形態における電池パックの内部構造を示す斜視図である。
【図２】この発明に基づいた実施の形態における電力取出し部の部分拡大図である。
【図３】この発明に基づいた実施の形態における電力取出し部の加熱制御を示すフロー図である。
【図４】この発明に基づいた実施の形態における、駐車・走行時の時間経過とセル温度との関係を示す図である。
【図５】この発明に基づいた実施の形態における、温度の高低とセル内部抵抗およびセル出力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  組電池、１０  電池モジュール、１１  連結端子、１１Ａ  総プラス端子、１１Ｂ  総マイナス端子、１２  接続プレート、２１  電池温度センサ、２２  信号ケーブル、３０  出力ケーブル、３０ａ  芯線、３１  連結端子、３１ａ  胴部、３１ｂ  連結環状部、４０  端子温度センサ、４１  信号ケーブル、５０  端子ヒータ、５１  ケーブル、６０  ヒータ制御部、１１０  電池セル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006294531.tif 000006
【図５】
2006294531.tif 000007