(57)【要約】【課題】電池セルの膨れを利用して、容易にシステムを保護できる組電池を提供する。【解決手段】本発明に係る組電池１００は、電池セル１５０と、電池セル１５０を内部に収容するケース１１０と、ケース１１０に保持されるヒューズ部２４０と、を備え、ヒューズ部２４０は、電池セル１５０の膨れに伴うケース１１０の膨張によって断線する。【選択図】図１３
2019040812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルと、
前記電池セルを内部に収容するケースと、
前記ケースに保持されるヒューズ部と、
を備え、
前記ヒューズ部は、前記電池セルの膨れに伴う前記ケースの膨張によって断線する、
組電池。
【請求項２】
前記ヒューズ部は、本体部と当該本体部に接続される端子部とを備え、前記端子部の先端は、前記ケースの膨張面上に固定される、
請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記端子部の先端は、前記膨張面の端部に固定される、
請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記端子部は、前記ケースの膨張前の状態において、前記先端に向かうにつれて膨張方向と反対方向に撓んだ状態で固定される、
請求項２又は３に記載の組電池。
【請求項５】
前記本体部は、前記ケースの膨張面と当接する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の組電池。
【請求項６】
前記本体部は、前記ケースの膨張面の変位が最大となる部位に配置される、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の組電池。
【請求項７】
複数の前記電池セルを備え、
前記ケースは、積層された前記電池セルを複数組配列した状態で収容し、
前記ヒューズ部は、前記ケースのうち、前記電池セルの積層数が最も多い組を収容する箇所の膨張面上に保持される、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の組電池。
【請求項８】
積層された前記電池セル間に配置され、前記ヒューズ部の断線を検知した後前記電池セルを放電させるセル間容量バランサをさらに備える、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電池セルを筐体等の部材に収容した組電池が知られている。例えば、特許文献１には、電池セルの膨張による通電時に断電部を断電させるように電気的連結回路上に直列に接続される回路遮断器を備える組電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１４−５３３４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、組電池の使用時、充放電時又は経年劣化後において内蔵された電池セルが膨れ上がり、電池パックが破壊される恐れがある。例えば、電池セル同士を接続するために溶接されるバスバの一部分が外れて、外部短絡等の不具合が生じる恐れがある。このような事態に至る前に、組電池を含むシステムを安全に収束させる必要がある。特許文献１に記載の組電池は、回路遮断器が電池セルの膨れを検知して断電部を断電させることでシステムの安全性を図っている。しかしながら、電池セルの膨れを直接利用したものではなく、断電させるための機構は複雑であった。
【０００５】
このような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、電池セルの膨れを利用して、容易にシステムを保護できる組電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る組電池は、
電池セルと、
前記電池セルを内部に収容するケースと、
前記ケースに保持されるヒューズ部と、
を備え、
前記ヒューズ部は、前記電池セルの膨れに伴う前記ケースの膨張によって断線する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る組電池によれば、電池セルの膨れを利用して、容易にシステムを保護できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る組電池の外観斜視図である。
【図２】組電池の上部ケース及びガス排出管を外した状態を示す外観斜視図である。
【図３】ヒュージブルリンク単体を示す図である。
【図４】図１の組電池に収容される電池セルの配置を示す斜視図である。
【図５】図１の組電池の分解斜視図である。
【図６】電池セルが下部ケース及びセルホルダに収容された状態を示す図である。
【図７】センサ基板が取り付けられた組電池の斜視図である。
【図８】センサ基板が取り付けられた組電池の正面図である。
【図９】ＢＡＴケースが取り付けられた組電池の上面図である。
【図１０】ガスダクトにガス排出管を接続した状態の組電池の正面図である。
【図１１】リレーが１つだけ配置される場合の第１例を示す、図９に対応する上面図である。
【図１２】リレーが１つだけ配置される場合の第２例を示す、図９に対応する上面図である。
【図１３】図１２のXIII-XIII矢線に沿った断面を模式的に示した第１図である。
【図１４】図１２のXIII-XIII矢線に沿った断面を模式的に示した第２図である。
【図１５】リレーが１つだけ配置される場合の、図７に対応する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る組電池１００について、図面を参照して説明する。初めに、図１乃至図１０を用いて、２つのリレー２２０を配置した場合の組電池１００の構成を説明する。図面は、模式的なものである。図面上の寸法又は比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。各図面における各構成部の描写は、部分的に簡略化されることがある。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る組電池１００の外観斜視図である。図２は、組電池１００の上部ケース３００及びガス排出管６００を外した状態を示す外観斜視図である。図３は、ヒュージブルリンク２４０単体を示す図である。組電池１００は、上部ケース３００と、下部ケース１１０と、セルホルダ１２０と、ＢＡＴケース５００と、ガス排出管６００とを備える。組電池１００は、略直方体形状である。Ｙ軸の正の方向に向く面は、組電池１００の第１側面ともいう。Ｙ軸の負の方向に向く面は、組電池１００の第２側面ともいう。Ｚ軸の正の方向に向く面は、組電池１００の上面ともいう。上面の反対側に対応するＺ軸の負の方向に向く面は、組電池１００の底面ともいう。Ｘ軸の正の方向を向く面は、組電池１００の前面ともいう。前面の反対側に対応するＸ軸の負の方向を向く面は、組電池１００の背面ともいう。組電池１００の各面の名称は、下部ケース１１０、セルホルダ１２０及びＢＡＴケース５００の各面を示す名称として適用されうる。「下部」及び「上部」の記載は、構成を区別するための識別子である。本実施形態において、下部ケース１１０として示される構成は、上部ケース３００として示される構成の下部に位置するものとするが、下部に限られず、上部又は側部等に位置してもよい。
【００１１】
下部ケース１１０と、セルホルダ１２０と、ＢＡＴケース５００とは、係合部材１８０によって、第１側面の側で互いに係合される。下部ケース１１０と、セルホルダ１２０と、ＢＡＴケース５００とは、係合部材１８０によって、第２側面の側でも互いに係合される。下部ケース１１０と、セルホルダ１２０と、ＢＡＴケース５００とが係合された部材は、電池ケースともいう。下部ケース１１０、セルホルダ１２０、ＢＡＴケース５００及び電池ケースは、単にケースともいう。電池ケースには、電池セル１５０（図４参照）が収容される。電池セル１５０は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の二次電池であってよい。
【００１２】
下部ケース１１０と、セルホルダ１２０と、ＢＡＴケース５００とは、例えば、ＰＢＴ（Poly-Butylene Terephthalate）等の樹脂により構成されてよい。
【００１３】
上部ケース３００は、上面と前面とが接続する辺の一部に、凹部３０１を有する。また上部ケース３００は、上面と第１側面とが接続する辺の一部に、凹部３０２を有する。組電池１００は、凹部３０１及び凹部３０２が設けられた位置に、それぞれ第１端子２５０及び第２端子２６０を備える。第１端子２５０の周囲を囲むようにパッキン２７０が配置される。同様に第２端子２６０の周囲を囲むようにパッキン２７０が配置される。パッキン２７０は、弾性を有する任意の部材により形成されるのが好適である。しかしながら、これに限定されず、パッキン２７０は、弾性を有さなくともよい。
【００１４】
上部ケース３００は、第１側面に開口３０３を有する。組電池１００は、開口３０３が設けられた位置に、コネクタ３１０を備える。
【００１５】
組電池１００は、電池ケースの上面に、第１リレー２２１及び第２リレー２２２を備えてよい。第１リレー２２１及び第２リレー２２２は、互いに区別されなくてもよい場合、リレー２２０と総称される。リレー２２０は、下部ケース１１０の上に位置してよいし、下部ケース１１０の上とセルホルダ１２０の上とにまたがって位置してよい。リレー２２０の数は、２つに限られず、１つであってよいし、３つ以上であってよい。
【００１６】
組電池１００は、電池セル１５０の端子に電気的に接続するバスバ１６０を備えてよい。バスバ１６０は、電池セル１５０の正極の側の端子と負極の側の端子とにそれぞれ接続してよい。組電池１００は、電池ケースの上面に、銅バスバ２８０を備えてよい。組電池１００が備える銅バスバ２８０の数は、４つに限られず、３つ以下であってよいし、５つ以上であってよい。以下では、４つの銅バスバ２８０をそれぞれ銅バスバ２８０ａ〜２８０ｄとして区別する。各銅バスバを区別しない場合、銅バスバ２８０と総称する。
【００１７】
第１リレー２２１は、一端において、ヒュージブルリンク２４０と、銅バスバ２８０ａとを介して第２端子２６０に電気的に接続してよい。第１リレー２２１は、他端において銅バスバ２８０ｂを介してバスバ１６０に電気的に接続してよい。第２リレー２２２は、一端において、銅バスバ２８０ｃを介して第１端子２５０に電気的に接続してよい。第２リレー２２２は、他端において、銅バスバ２８０ｄを介してバスバ１６０に電気的に接続してよい。第１リレー２２１及び第２リレー２２２は、電池セル１５０を、電源システムにおける組電池１００外の各構成要素と並列に接続する、又は、各構成要素から切断するスイッチング素子として機能する。
【００１８】
上部ケース３００は、例えば、ＰＢＴ等の樹脂により構成されてよい。上部ケース３００は、電池セル１５０、銅バスバ２８０、リレー２２０、センサ基板２３０及びヒュージブルリンク２４０を覆っており、これにより組電池１００の内部の電子部品及び金属部分の腐食及び短絡を防止する。
【００１９】
センサ基板２３０は、電池セル１５０に電気的に接続され、適宜な方式で第１の二次電池を含む回路に流れる電流、又は、電池セル１５０を含む回路に印加される電圧を測定する。センサ基板２３０は、ＢＭＳ（Battery Management System）を含む。ＢＭＳは、電源システムの制御部に通信可能に接続され、リレー２２０及びセンサ基板２３０の制御を行う。
【００２０】
図３に示すとおり、ヒュージブルリンク２４０（ヒューズ部）は、ヒューズ本体２４１ａ（図１３参照）と、ヒューズ本体２４１ａ、ヒューズ本体２４１ａを収容保持する絶縁樹脂製のハウジング及び当該ハウジングを覆う絶縁樹脂製のカバーを含む本体部２４１と、を有する。ヒュージブルリンク２４０は、本体部２４１に接続され、その両端において互いに反対方向に突出する一対の端子部２４２をさらに有する。端子部２４２の略中央部には、略円形状の貫通孔２４３が形成される。ヒュージブルリンク２４０のヒューズ本体２４１ａは、過電流が生じた場合に溶断する。また、ヒュージブルリンク２４０のヒューズ本体２４１ａは、電池セル１５０の膨れに伴うケースの膨張によって断線する。すなわち、ヒュージブルリンク２４０は、電池セル１５０の膨れ量が所定の閾値を超えた場合にヒューズ本体２４１ａが断線するように構成される。所定の閾値とは、電池セル１５０の膨れによって上記のような不具合が生じる前にシステムを安全に収束できる段階の電池セル１５０の適宜な膨れ量であってよい。
【００２１】
ここで、Ｚ軸方向に沿って積層された電池セル１５０では、積層方向に対して略直交する一対の側面１５０ａ（図４参照）がそれぞれ積層方向に沿って外側に膨れる。このような電池セル１５０の積層方向への膨れに伴って、積層された電池セル１５０を収容するケースの上面及び底面も外側に向けて膨張する。
【００２２】
図２に示すとおり、ヒュージブルリンク２４０は、例えば、電池セル１５０が２段に積層されるＹ軸正方向の下部ケース１１０の上面に保持されてもよい。ヒュージブルリンク２４０の本体部２４１は、一例として、下部ケース１１０の上面から離間する。これに限定されず、ヒュージブルリンク２４０の本体部２４１は、下部ケース１１０の上面と当接してもよい。また、端子部２４２の先端は、一例として、２段側の下部ケース１１０の上面において略中心部に固定される。これに限定されず、一対の端子部２４２の先端は、下部ケース１１０の上面の両端部にそれぞれ固定されてもよい。
【００２３】
このように、端子部２４２の先端は、下部ケース１１０の上面により構成される膨張面Ｓ１上に固定されてもよい。特に、ヒュージブルリンク２４０の本体部２４１は、下部ケース１１０の膨張面Ｓ１の変位が最大となる部位に配置されてもよい。すなわち、本体部２４１は、電池セル１５０の膨れ量が最大となる部分の直上に位置するように、下部ケース１１０の上面側に配置されてもよい。
【００２４】
本実施形態に係る組電池１００は、内燃機関を備えた車両、内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリッド車両等の車両に搭載されて使用されると仮定する。組電池１００は、例えば、車両の座席の下に搭載されてよい。組電池１００は、例えば、車両のセンターコンソールに搭載されてよい。組電池１００は、車両用に限られず、他の用途で用いられてよい。
【００２５】
図４は、組電池１００に収容される電池セル１５０の配置を示す斜視図である。本実施形態に係る組電池１００は、５個の電池セル１５０−１〜５を収容する。組電池１００に収容される電池セル１５０の数量は、５つに限られない。組電池１００に収容される電池セル１５０の数量は、電池セル１５０の最大出力、車両等の被駆動機器が消費する電力等に応じて、適宜決定されうる。
【００２６】
電池セル１５０は、６つの面を有する略直方体形状である。電池セル１５０の６つの面のうち２つの面は、他の４つの面よりも大きい面積を有する。電池セル１５０の面のうち比較的面積の大きい２つの面は、扁平面ともいう。電池セル１５０は、扁平面がＺ軸の正の方向及び負の方向に向くように配置される。言い換えれば、電池セル１５０は、扁平面が組電池１００の上面及び底面に略平行となるように配置される。電池セル１５０の扁平面は、ケースの上面に沿うように配置されるともいえる。
【００２７】
本実施形態に係る組電池１００において、電池セル１５０は、２段と３段とに分けてＺ軸方向に積層される。２段に積層された電池セル１５０は、Ｙ軸の正の方向の側に配置される。３段に積層された電池セル１５０は、Ｙ軸の負の方向の側に配置される。電池セル１５０が積層される数量は、組電池１００に収容される電池セル１５０の数量に応じて、適宜変更されうる。
【００２８】
電池セル１５０のＸ軸の正の方向の側の面は、キャップ面１５１ともいう。電池セル１５０は、キャップ面１５１が組電池１００の前面の側に向くように配置される。電池セル１５０は、キャップ面１５１に、正極端子１５２と、負極端子１５３と、安全弁１５４とを備える。キャップ面１５１は、長辺と短辺とを有する略長方形状である。正極端子１５２及び負極端子１５３は、キャップ面１５１の長辺方向の両端付近に設けられる。正極端子１５２及び負極端子１５３は、電池セル１５０から電力を出力する電極である。正極端子１５２及び負極端子１５３をまとめて電極端子ともいう。
【００２９】
安全弁１５４は、正極端子１５２と負極端子１５３との間に設けられる。安全弁１５４は、電池セル１５０内部で発生するガスによって、電池セル１５０内部の圧力が所定圧力以上になった場合にガスを外部に排出するために開く。電池セル１５０内部の圧力は、電池セル１５０が経年劣化した場合、熱暴走した場合等に、所定圧力以上になりうる。所定圧力は、電池セル１５０の仕様に応じて、適宜定められうる。
【００３０】
図５は、図１に示す組電池１００の分解斜視図である。電池モジュールは、以下のように組み立てられてよい。電池セル１５０は、絶縁シート１５５を挟んで３段と２段とに積層され、下部ケース１１０とセルホルダ１２０との間に収容される。下部ケース１１０とセルホルダ１２０とは、係合部材１８０によって係合される。下部ケース１１０とセルホルダ１２０の上面に、銅バスバ２８０と、リレー２２０と、ヒュージブルリンク２４０とが取り付けられる。電池セル１５０の電極端子に、バスバ１６０が取り付けられる。図６に、電池セル１５０が下部ケース１１０及びセルホルダ１２０に収容された状態を示す。電池セル１５０のキャップ面１５１の側にシール６３０を挟んでガスカバー６１０が取り付けられる。バスバ１６０のセンサ取付端子に、センサ基板２３０が取り付けられる。図７及び図８に、センサ基板２３０が取り付けられた組電池１００の斜視図及び正面図を示す。センサ基板２３０が取り付けられた後、ＢＡＴケース５００が電池セル１５０のキャップ面１５１の側をカバーするように、セルホルダ１２０に、係合部材１８０によって係合される。図９に、ＢＡＴケース５００が取り付けられた組電池１００の上面図を示す。ＢＡＴケース５００が取り付けられた後、ガスカバー６１０のガスダクト６１１に、ガス排出管６００が取り付けられる。
【００３１】
上部ケース３００は、電池モジュール全体をカバーするように取り付けられる。上部ケース３００と電池ケースとは、係合部材１９０によって前面側及び背面側で互いに係合される。なお上部ケース３００と電池ケースとは、例えば、爪と穴との嵌合によって互いに係合されてよい。組電池１００は、以上説明してきた手順例によって、組み立てられうる。
【００３２】
電池モジュールの組み立てにおいて、電池セル１５０は、接着剤によってセルホルダ１２０に接着されてよい。接着剤は、電池セル１５０とセルホルダ１２０とを接着可能な任意の接着剤であってよい。接着剤は、例えばアクリル系接着剤、エポキシ系接着剤等であってよい。接着剤は、セルホルダ１２０に塗布されてよい。接着剤は、セルホルダ１２０の、電池セル１５０のキャップ面１５１に対向する部分に塗布されてよい。電池セル１５０は、セルホルダ１２０に接着剤が塗布された後に、セルホルダ１２０に挿入されてよい。
【００３３】
電池セル１５０とセルホルダ１２０とが接着された後、電池セル１５０の電極端子には、バスバ１６０が溶接されてよい。電極端子とバスバ１６０とが溶接される際、電極端子とバスバ１６０との位置関係には、高い精度が要求されることがある。この場合、電池セル１５０とセルホルダ１２０とを接着する接着剤の塗布位置の精度を高めることによって、電極端子とバスバ１６０との溶接が容易になりうる。また、電池セル１５０にバスバ１６０が溶接される前に電池セル１５０とセルホルダ１２０とが接着されることによって、電池モジュールの生産性が向上しうる。
【００３４】
本実施形態に係る組電池１００は、前面の側に第１端子２５０を備え、第１側面の側に第２端子２６０を備える（図９参照）。このように第１端子２５０と第２端子２６０とが異なる面に配置されることによって、識別されやすくなる。このようにすることで、組電池１００を車両に搭載する際における誤配線が防止されやすくなる。
【００３５】
第１端子２５０に電気的に接続されるケーブルの長さは、第２端子２６０に電気的に接続されるケーブルの長さと異なるように構成されてよい。このようにすることで、組電池１００を車両に搭載する際における誤配線がさらに防止されやすくなる。
【００３６】
図５に示すように、組電池１００は、前面側にガスカバー６１０を備える。ガスカバー６１０は、例えばＰＢＴ等の樹脂で構成されてよい。図１０に、ガスカバー６１０のガスダクト６１１にガス排出管６００を接続した状態の組電池１００の正面図を示す。図１０に示すようにガスダクト６１１は、ＢＡＴケース５００の開口部５１０から、ＢＡＴケース５００の前面側に突出する。ガスダクト６１１の先端部６１２（図５参照）は、ガス排出管６００の端部から挿入され、ガスダクト６１１とガス排出管６００とが密閉状態で連通している。ガス排出管６００は、２つのガスダクト６１１のそれぞれに取り付けられるように、第１の管６０１の中間部６０２に第２の管６０３を接合した２又構造となっている。第１の管６０１は、一端が電池セル１５０−４〜５側のガスダクト６１１に接続され、他端が外部空間へ延びる。第２の管６０３は、一端が電池セル１５０−１〜３側のガスダクト６１１に接続され、他端が第１の管６０１の中間部６０２に接合する。
【００３７】
以下では、図１１乃至図１５を用いて、リレー２２０を１つだけ配置した場合の組電池１００の構成を説明する。
【００３８】
図１１は、リレー２２０が１つだけ配置される場合の第１例を示す、図９に対応する上面図である。図１２は、リレー２２０が１つだけ配置される場合の第２例を示す、図９に対応する上面図である。図１３は、図１２のXIII-XIII矢線に沿った断面を模式的に示した第１図である。図１４は、図１２のXIII-XIII矢線に沿った断面を模式的に示した第２図である。図１５は、リレー２２０が１つだけ配置される場合の、図７に対応する斜視図である。
【００３９】
例えば、図１１に示すとおり、リレー２２０の数を１つにして、第１リレー２２１のみを下部ケース１１０の上面に配置してもよい。このとき、第１リレー２２１は、一端において、銅バスバ２８０ａを介して第２端子２６０に電気的に接続される。第１リレー２２１は、他端において銅バスバ２８０ｂを介してバスバ１６０に電気的に接続される。
【００４０】
第２リレー２２２が配置されていた下部ケース１１０のＹ軸負の方向の上面には、第２リレー２２２に代えてヒュージブルリンク２４０が配置される。ヒュージブルリンク２４０は、一端において、銅バスバ２８０ｃを介して第１端子２５０に電気的に接続される。ヒュージブルリンク２４０は、他端において銅バスバ２８０ｄを介してバスバ１６０に電気的に接続される。このとき、ヒュージブルリンク２４０の端子部２４２は、銅バスバ２８０の下部ケース１１０側、すなわち下方に配置される。特に、端子部２４２は、銅バスバ２８０と当接するように、その直下に配置される。端子部２４２と銅バスバ２８０とは、ボルト１１２ａ等の締結部材によって下部ケース１１０に共に固定される。
【００４１】
このように、ヒュージブルリンク２４０は、積層された電池セル１５０を２組配列した状態で収容する下部ケース１１０において、積層数が最も多い組を収容する箇所の膨張面Ｓ２上に保持されてもよい。より具体的には、ヒュージブルリンク２４０は、３段に積層された電池セル１５０側の下部ケース１１０の上面に固定されてもよい。
【００４２】
上述したとおり、ヒュージブルリンク２４０は、電池セル１５０の膨れに伴う下部ケース１１０の膨張によってヒューズ本体２４１ａが断線するように配置される。
【００４３】
特に、端子部２４２の先端は、下部ケース１１０の膨張面Ｓ２上に固定されてもよい。図１１では、一対の端子部２４２は、本体部２４１と隣接した状態で、膨張面Ｓ２の略中心部においてボルト１１２ａにより下部ケース１１０にそれぞれ固定されているが、これに限定されない。図１２に示すとおり、一対の端子部２４２の先端は、膨張面Ｓ２の両端部にそれぞれ固定されてもよい。すなわち、所定の方向、一例としてＹ軸方向に沿って本体部２４１から延伸する一対の端子部２４２は、膨張面Ｓ２のＹ軸方向の両端部にそれぞれ固定されてもよい。
【００４４】
ヒュージブルリンク２４０の本体部２４１は、下部ケース１１０の膨張面Ｓ２と当接するように配置されてもよい。すなわち、図１３に模式的に示すとおり、本体部２４１の底面が、膨張面Ｓ２と当接してもよい。
【００４５】
ヒュージブルリンク２４０、特に本体部２４１は、下部ケース１１０の膨張面Ｓ２の変位が最大となる部位に配置されてもよい。すなわち、本体部２４１は、電池セル１５０の膨れ量が最大となる部分の直上に位置するように、下部ケース１１０の上面側に配置されてもよい。一例として、本体部２４１は、電池セル１５０の膨れ量が最大となる側面１５０ａの略中心部に対応するように、膨張面Ｓ２上に配置されてもよい。
【００４６】
ここで、図１３を用いて、電池セル１５０の膨れによってヒューズ本体２４１ａが断線する様子を説明する。
【００４７】
電池セル１５０が膨れる前の状態において、膨張面Ｓ２は略平面状である。本体部２４１内に位置するヒューズ本体２４１ａは、本体部２４１から突出する一対の端子部２４２と略直線状に保持される。一対の端子部２４２は、ボルト１１２ａによって下部ケース１１０にそれぞれ固定される。上述のとおり、電池セル１５０が膨れると、膨張面Ｓ２が外側に変位する。より具体的には、外側への変位が最大となる部位を中心として、膨張面Ｓ２が外側に隆起する。外側への変位が最大となる部位に配置された本体部２４１は、当該隆起に伴って大きく外側に押し出される。本体部２４１は、一対の端子部２４２の固定部よりも外側に押し出される。したがって、ヒューズ本体２４１ａと一対の端子部２４２とは、略直線状から湾曲状へと遷移し、ヒューズ本体２４１ａに大きな力学的負荷が加わる。当該力学的負荷が所定の閾値を超えると、ヒューズ本体２４１ａは断線する。
【００４８】
下部ケース１１０の膨張前の状態において、ヒューズ本体２４１ａが端子部２４２と略直線状に保持されるものとして説明したが、これに限定されない。例えば図１４に示すとおり、ヒュージブルリンク２４０の端子部２４２が下部ケース１１０の膨張前の状態において、先端（ボルト１１２ａとの固定点）に向かうにつれて膨張方向と反対方向に撓んだ状態で固定されてもよい。このとき、ヒューズ本体２４１ａは、予め湾曲状に保持される。これにより、ヒューズ本体２４１ａには初めからある程度の力学的負荷が加わる。このような撓み配置は、ボルト１１２ａによる端子部２４２の締結点を上記反対方向側に設ける、下部ケース１１０上のヒューズ本体２４１ａの載地箇所に凸部を設ける等、適宜の構成によって実現される。
【００４９】
組電池１００は、電池セル１５０の膨れに伴ってヒューズ本体２４１ａの断線を検知すると、セル間容量バランサ３２０により電池セル１５０を放電させてもよい。セル間容量バランサ３２０は、積層された電池セル１５０間に配置され、例えば、図１５に示すとおり、センサ基板２３０上に固定される。セル間容量バランサ３２０は、抵抗等の電気回路素子によって構成される。セル間容量バランサ３２０は、電池セル１５０を放電させることで、その内部に蓄積されたエネルギーを放出させる。
【００５０】
本発明の一実施形態に係る組電池１００によれば、電池セル１５０の膨れを利用して、容易にシステムを保護できる。すなわち、組電池１００は、電池セル１５０の膨れに伴う下部ケース１１０の膨張によって、力学的な作用のみで直接的にヒューズ本体２４１ａを断線させることができる。このように、組電池１００は、ヒューズ本体２４１ａを断線させるために、従来技術のような電池セル１５０の膨れを検知するための検知部を別途設ける必要がなく、システムを保護するための機構を簡略化できる。これにより、組電池１００は、電池セル１５０の膨れによって電池パックが破壊される前に、システムを確実に収束させることができる。
【００５１】
組電池１００は、ヒュージブルリンク２４０の端子部２４２の先端が下部ケース１１０の膨張面Ｓ１又はＳ２上に固定されることで、下部ケース１１０の膨張力をヒューズ本体２４１ａへと容易に伝達できる。すなわち、組電池１００は、ヒュージブルリンク２４０の固定点及び本体部２４１の配置面を同一とすることで、当該固定点を支点としてヒューズ本体２４１ａを容易に湾曲させることができ、膨張による力学的負荷を直接的に加えることができる。
【００５２】
組電池１００は、端子部２４２の先端が膨張面Ｓ１又はＳ２の端部に固定されることで、端子部２４２が撓む領域を広げて、より大きな力学的負荷をヒューズ本体２４１ａに加えることができる。すなわち、本体部２４１における下部ケース１１０の変位量と端子部２４２の固定点における下部ケース１１０の変位量との差が増大するので、ヒューズ本体２４１ａがより大きく撓む。これにより組電池１００は、より小さな電池セル１５０の膨れに対しても確実にヒューズ本体２４１ａを断線させることができる。
【００５３】
組電池１００は、端子部２４２が下部ケース１１０の膨張前の状態において撓んだ状態で固定されることで、より小さな電池セル１５０の膨れに対しても確実にヒューズ本体２４１ａを断線させることができる。すなわち、組電池１００は、ヒューズ本体２４１ａに初めからある程度の力学的負荷を加えることで、電池セル１５０の膨れ時にヒューズ本体２４１ａを断線させやすくする。
【００５４】
組電池１００は、本体部２４１が下部ケース１１０の膨張面Ｓ１又はＳ２と当接することで、下部ケース１１０の膨張力をより直接的にヒューズ本体２４１ａに伝えることができる。これにより、組電池１００は、電池セル１５０の膨れの際に、より確実にヒューズ本体２４１ａを断線させることができる。
【００５５】
組電池１００は、本体部２４１が膨張面Ｓ１又はＳ２の変位の最大部位に配置されることで、電池セル１５０の膨れの前後におけるヒューズ本体２４１ａの撓みの変化を大きくできる。これにより、組電池１００は、電池セル１５０の膨れの際に、より確実にヒューズ本体２４１ａを断線させることができる。
【００５６】
組電池１００は、電池セル１５０の積層数の多い側にヒュージブルリンク２４０が保持されることで、電池セル１５０の膨れの前後におけるヒューズ本体２４１ａの撓みの変化を大きくできる。すなわち、電池セル１５０の積層数が多いほど、電池セル１５０の膨れに伴う下部ケース１１０の膨張も大きくなる。これにより、組電池１００は、より確実にヒューズ本体２４１ａを断線させることができる。また、電池セル１５０の積層数が異なる配置形態を取る場合、積層数の多い方が充放電中の発熱による熱がこもりやすく、電池セル１５０の劣化が早いため、積層数の多い側にヒュージブルリンク２４０を設けた方が電池セル１５０の劣化を確実に検知できる。
【００５７】
組電池１００は、セル間容量バランサ３２０を有することで、ヒューズ本体２４１ａの断線を検知した際に電池セル１５０のエネルギーを放出させ、システムを安全に収束させることができる。これにより、組電池１００は、電池セル１５０の膨れによる電池パックの破壊を未然に防止できる。
【００５８】
本発明は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。したがって、先の記述は例示的なものであり、これに限定されるものではない。発明の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるものとする。
【００５９】
例えば、組電池１００は、ヒュージブルリンク２４０の端子部２４２の先端が膨張面Ｓ１又はＳ２上に固定される構成に限定されない。電池セル１５０の膨れによってヒューズ本体２４１ａを断線可能であれば、端子部２４２の先端は、下部ケース１１０の第１側面又は第２側面に固定されてもよい。
【００６０】
組電池１００は、ヒュージブルリンク２４０の本体部２４１が下部ケース１１０の膨張面Ｓ２と当接する構成に限定されない。電池セル１５０の膨れによってヒューズ本体２４１ａを断線可能であれば、本体部２４１は、膨張面Ｓ２と離間してもよい。
【００６１】
組電池１００は、膨張面Ｓ１又はＳ２の変位が最大となる部位に本体部２４１が配置される構成に限定されない。電池セル１５０の膨れによってヒューズ本体２４１ａを断線可能であれば、本体部２４１は、膨張面Ｓ１又はＳ２上の任意の位置に配置されてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１００  組電池
１１０  下部ケース（ケース）
１１２ａ  ボルト
１２０  セルホルダ（ケース）
１５０  電池セル
１５０ａ  側面
１５１  キャップ面
１５２  正極端子
１５３  負極端子
１５４  安全弁
１５５  絶縁シート
１６０  バスバ
１８０、１９０  係合部材
２２０  リレー
２２１  第１リレー
２２２  第２リレー
２３０  センサ基板
２４０  ヒュージブルリンク（ヒューズ部）
２４１  本体部
２４１ａ  ヒューズ本体
２４２  端子部
２４３  貫通孔
２５０  第１端子
２６０  第２端子
２７０  パッキン
２８０（２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃ、２８０ｄ）  銅バスバ
３００  上部ケース
３０１、３０２  凹部
３０３  開口
３１０  コネクタ
３２０  セル間容量バランサ
５００  ＢＡＴケース（ケース）
５１０  開口部
６００  ガス排出管
６０１  第１の管
６０２  中間部
６０３  第２の管
６１０  ガスカバー
６１１  ガスダクト
６１２  先端部
６３０  シール
Ｓ１、Ｓ２  膨張面
【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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【図１４】
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【図１５】
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