(57)【要約】【課題】二次電池の温度情報を高い精度で検出し、かかる温度情報に基づいて充放電を適切に制御することができる電池モジュールを提供する。【解決手段】ここで開示される電池モジュールは、二次電池１０と、二次電池１０の温度情報を検出する温度検出手段２０と、温度検出手段２０によって検出された温度情報に基づいて二次電池１０の充放電を制御する制御装置とを備えている。そして、この電池モジュールでは、温度検出手段２０の温度センサ２２と二次電池１０とが接触する接触領域Ａの少なくとも中央部に空間が形成されるように、二次電池１０と温度センサ２２の少なくとも一方の表面に段差（凹部１５）が設けられている。これによって、異物Ｆを収容し得る空間Ｓを形成することができるため、温度センサ２２と二次電池１０とを好適に接触させて、二次電池１０の温度情報を高い精度で検出することができる。【選択図】図４Ｂ
2019102342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個以上の二次電池と、
前記二次電池の温度情報を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された温度情報に基づいて前記二次電池の充放電を制御する制御装置と
を備えた電池モジュールであって、
前記温度検出手段が、前記二次電池と接触する温度センサを備えており、
前記二次電池と前記温度センサとが接触する接触領域の少なくとも中央部に空間が形成されるように、前記二次電池と前記温度センサの少なくとも一方の表面に段差が設けられている、電池モジュール。
【請求項２】
前記二次電池と前記温度センサとの少なくとも一方の表面に凹部が形成されており、前記二次電池と前記温度センサとを接触させた際の前記凹部の位置に前記空間が形成される、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
平面視における前記凹部の面積が前記接触領域の面積の１％〜５％である、請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
平面視における前記凹部の形状が円形であり、当該円形の凹部の直径が０．５ｍｍ〜２ｍｍである、請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
平面視における前記凹部の形状が正方形であり、当該正方形の凹部の一辺の長さが０．５ｍｍ〜２ｍｍである、請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記凹部の深さが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである、請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記二次電池と前記温度センサとの少なくとも一方の表面に凸部が形成されており、前記二次電池と前記温度センサとを接触させた際に前記凸部に囲まれた空間が形成される、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記凸部の高さが０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである、請求項７に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールに関する。詳しくは、二次電池と当該二次電池の充放電を制御する制御装置とを備えた電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池は、近年、携帯端末などのポータブル電源や車両駆動用電源として好ましく用いられている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両に用いられる高出力電源として重要性が高まっている。これらの二次電池は、１個以上の二次電池と、当該二次電池の充放電を制御する制御装置とを備えた電池モジュールの状態で車両等に搭載される。
【０００３】
一般に、かかる電池モジュールには、温度センサを備えた温度検出手段が設けられている。かかる温度センサは二次電池に取り付けられており、温度センサから送信された信号に基づいて温度検出手段が二次電池の温度情報を検出する。そして、かかる温度情報は、制御装置に送信されて二次電池の充放電制御に用いられる。
【０００４】
かかる電池モジュールにおいて温度センサの取り付け位置がずれると、二次電池の温度情報を正しく検出することができず、充放電の制御に問題が生じる原因となり得る。
かかる問題を考慮し、特許文献１には、サーミスタ（温度センサ）の取り付け状態を確認するための構造が開示されている。具体的には、特許文献１の電池モジュールでは、電池セル（二次電池）を覆うカバーに、サーミスタの取り付け状態を視認するための確認孔を設けている。また、特許文献２には、電気抵抗の測定結果に基づいてサーミスタ（温度センサ）の接触状態を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１８７４０号公報
【特許文献２】特開２０１５−９９０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、実際に電池モジュールを作製した場合、上述した技術を利用して適切な位置に温度センサを取り付けているにも関わらず、温度情報の検出精度が低下して制御装置による充放電制御が適切に行われなくなることがあった。このような検出精度が低下した電池モジュールは、不良品として廃棄（若しくは再利用）されるため、製造効率が大きく低下する原因となる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、二次電池の温度情報を高い精度で検出し、かかる温度情報に基づいて充放電を適切に制御することができる電池モジュール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】
【０００８】
上記目的を実現するべく、本発明によって以下の構成の電池モジュールが提供される。
【０００９】
ここで開示される電池モジュールは、少なくとも１個以上の二次電池と、二次電池の温度情報を検出する温度検出手段と、温度検出手段によって検出された温度情報に基づいて二次電池の充放電を制御する制御装置とを備えた電池モジュールであって、温度検出手段が二次電池と接触する温度センサを備えている。
そして、ここで開示される電池モジュールでは、二次電池と温度センサとが接触する接触領域の少なくとも中央部に空間が形成されるように、二次電池と温度センサの少なくとも一方の表面に段差が設けられている。
【００１０】
本発明者は、上述の課題を解決するために、適切な位置に温度センサを取り付けているにも関わらず、二次電池の温度情報の検出精度が低下する原因について検討した。
その結果、電池ケースの密封のためのレーザ溶接で生じた金属片（スパッタ）などの異物が温度センサと二次電池との間に挟み込まれることが、温度情報の検出精度が低下する原因になり得ることを見出した。
特に、図９に示すように、二次電池１１０と温度センサ１２２とが接触する領域（以下「接触領域Ａ」ともいう）の中央部に異物Ｆが挟み込まれると、二次電池１１０と温度センサ１２２とを直接接触させることができなくなり、温度情報の検出精度が大きく低下し、制御装置による充放電制御が困難になる可能性が高くなることが分かった。
【００１１】
ここで開示される電池モジュールは、上述の知見を考慮し、スパッタなどの異物が付着した場合でも、充放電制御が困難になるほど温度情報の検出精度が低下することを防止するためになされたものである。
具体的には、ここで開示される電池モジュールでは、二次電池と温度センサとの接触領域の少なくとも中央部に空間が形成されるように、二次電池と温度センサの少なくとも一方の表面に段差が設けられている。これによって、接触領域の中央部に異物が付着したとしても、当該中央部に形成された空間の内部に異物を収容できるため、異物によって二次電池と温度センサとの接触が阻害されることを抑制できる。この結果、温度センサと二次電池とを適切に接触させ、二次電池の温度情報を高い精度で検出することができる。
【００１２】
ここで開示される電池モジュールの好ましい一態様では、二次電池と温度センサとの少なくとも一方の表面に凹部が形成されており、二次電池と温度センサとを接触させた際の凹部の位置に空間が形成される。
異物を収容し得る空間を接触領域に形成するための手段の一例として、上述のように、二次電池および／又は温度センサの表面に凹部を形成するという手段が挙げられる。かかる凹部は、プレス加工などを施すことによって容易に形成できるため、加工費を低減することができる。
なお、上記した凹部は、二次電池と温度センサの少なくとも一方の表面に形成されていればよいが、温度センサ側に凹部を形成すると温度情報の検出精度が若干低下する可能性があるため二次電池側のみに形成した方が好ましい。
【００１３】
ここで開示される電池モジュールの好ましい一態様では、平面視における凹部の面積が接触領域の面積の１％〜５％である。
温度センサと二次電池との接触領域の面積に対して凹部の面積が広すぎると、温度情報の検出精度が低下する恐れがある。一方で、当該凹部の面積が狭すぎると異物を収容し得る空間を形成することが困難になる。このため、凹部の平面視における面積は、接触領域の面積を考慮して上述の範囲内に設定すると好ましい。
【００１４】
ここで開示される電池モジュールの好ましい一態様では、平面視における凹部の形状が円形であり、当該円形の凹部の直径が０．５ｍｍ〜２ｍｍである。
上述したように、凹部の面積が広すぎると温度情報の検出精度が低下する恐れがある一方で、狭すぎると異物を収容し得る空間を形成することが困難になる。ここで、一般的な電池ケースの溶接などで生じる異物の寸法は０．３ｍｍ程度であるため、かかる異物を適切に収容し得る空間を形成するには、直径０．５ｍｍ以上の円形の凹部を形成すると好ましい。一方で、二次電池と温度センサとの接触面積が少なくなって温度情報の検出精度が低下することを防止するために、円形の凹部の直径は２ｍｍ以下にした方が好ましい。
【００１５】
ここで開示される電池モジュールの好ましい一態様では、平面視における凹部の形状が正方形であり、当該正方形の凹部の一辺の長さが０．５ｍｍ〜２ｍｍである。
平面視における凹部の形状は、上述した円形に限らず、種々の形状を採用することができ、例えば、平面視において正方形の凹部を形成してもよい。かかる正方形の凹部を形成した場合には、かかる正方形の凹部の一辺の長さを０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にすると好ましい。これによって、温度情報の検出精度を大きく低下させることなく、異物を適切に収容し得る空間を形成することができる。
【００１６】
ここで開示される電池モジュールの好ましい一態様では、凹部の深さが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。
レーザ溶接などで生じる０．３ｍｍ程度の異物を適切に収容し得る空間を形成するには、凹部の深さを０．３ｍｍ以上にすると好ましい。一方で、凹部が深すぎると、二次電池の強度が大きく低下する恐れがあるため、凹部の深さは１ｍｍ以下にした方が好ましい。
【００１７】
ここで開示される電池モジュールの好ましい一態様では、二次電池と温度センサとの少なくとも一方の表面に凸部が形成されており、二次電池と温度センサとを接触させた際に凸部に囲まれた空間が形成される。
二次電池と温度センサとの接触領域に空間を形成するための段差は、上述したような凹部に限定されず、凸部であってもよい。かかる凸部を形成した場合でも、二次電池と温度センサとの間に凸部に囲まれた空間を形成し、当該空間に異物を収容することができる。
なお、凸部は、二次電池と温度センサの少なくとも一方の表面に形成されていればよいが、二次電池側のみに形成されている方が好ましい。この場合、二次電池と温度センサとの接触領域が二次電池の表面よりも高くなるため、二次電池の外表面に水滴が付着した際に、当該水滴が二次電池と温度センサとの間に侵入して温度情報の検出精度を低下させることを抑制できる。
【００１８】
ここで開示される電池モジュールの好ましい一態様では、凸部の高さが０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである。
上述したような０．３ｍｍ程度の異物を適切に収容し得る空間を形成するには、０．２ｍｍ以上の高さの凸部を形成すると好ましい。また、充分な高さの凸部を形成すると、二次電池と温度センサとの間に水滴が侵入することも好適に抑制できる。一方で、凸部の高さを高くしすぎると凸部の強度が低下するため、凸部の高さは１ｍｍ以下にした方が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電池モジュールを模式的に示す図である。
【図２】図１に示す電池モジュールに用いられる二次電池の平面図である。
【図３Ａ】図２に示される二次電池の接触領域の近傍を拡大した平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａ中のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態に係る電池モジュールの二次電池と温度センサとの接触領域の近傍の断面構造を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る電池モジュールの二次電池と温度センサとの接触領域の近傍の断面構造を模式的に示す図である。
【図４Ｃ】本発明の第１の実施形態に係る電池モジュールの二次電池と温度センサとの接触領域の近傍の断面構造を模式的に示す図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態に係る電池モジュールで用いられる二次電池の接触領域の近傍を拡大した平面図である。
【図５Ｂ】本発明の第２の実施形態に係る電池モジュールの二次電池と温度センサとの接触領域の近傍の断面構造を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に用いられる二次電池の接触領域の近傍を拡大した平面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る電池モジュールの二次電池と温度センサとの接触領域の近傍の断面構造を模式的に示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る電池モジュールに用いられる組電池の斜視図である。
【図９】従来の電池モジュールの二次電池と温度センサとの接触領域の近傍の断面構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、ここで開示される電池モジュールの実施形態について説明する。以下の説明において、図面中の同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付している。なお、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、電極体や電解液の構成および製法など）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。
【００２１】
１．第１の実施形態
図１は第１の実施形態に係る電池モジュールを模式的に示す図であり、図２は図１に示す電池モジュールに用いられる二次電池の平面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る電池モジュール１は、二次電池１０と温度検出手段２０と制御装置３０とを備えている。以下、各々の構成について説明する。
【００２２】
（１）二次電池
図１に示すように、本実施形態に係る電池モジュール１は、１個の二次電池１０を備えている。本実施形態では、二次電池１０としてリチウムイオン二次電池が用いられている。リチウムイオン二次電池は、電荷担体としてリチウムイオンを利用し、リチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池である。なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充電可能な電池一般をいい、リチウムイオン二次電池の他に、ニッケル水素電池などのいわゆる蓄電池を包含するものである。
【００２３】
本実施形態における二次電池１０は、上面が開放された扁平な角型のケース本体１２と、当該ケース本体１２の上面を塞ぐ蓋体１４とから構成された電池ケース１３を備えている。かかる電池ケース１３は、レーザ溶接などによってケース本体１２と蓋体１４とを接合することによって密閉される。
図示は省略するが、電池ケース１３内部には、発電要素である電極体が収容されており、かかる電極体は、シート状の正極と負極とを備えている。この電極体の正極と負極との間には非水電解液が充填されており、当該非水電解液を介して正極と負極との間でリチウムイオンを移動させることによって充放電が行われる。
そして、二次電池１０の蓋体１４には、一対の電極端子１６、１８が設けられている。かかる電極端子１６、１８の一端は電池ケース１３内で電極体と接続されており、他端は電池ケース１３外に露出している。そして、電池ケース１３外に露出した電極端子１６、１８は、接続部材であるバスバー４０を介して車両のモーターなどの外部機器（図示省略）と接続されている。また、図２に示すように、本実施形態における二次電池１０の蓋体１４には、電池ケース１３内部の圧力が異常に上昇した際に内部のガスを排出するガス排出弁１７が形成されている。
なお、二次電池１０を構成する各部材の材料は、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられ得るものを特に制限なく使用することができ、本発明を特徴付けるものでないため具体的な説明を省略する。
【００２４】
（２）温度検出手段
図１に示すように、本実施形態に係る電池モジュール１は、二次電池１０の温度情報を検出する温度検出手段２０を備えている。かかる温度検出手段２０は、二次電池１０（電池ケース１３の蓋体１４）に取り付けられる温度センサ２２と、当該温度センサ２２と接続された演算装置２４とを備えている。この温度センサ２２は、二次電池１０の温度変化に伴って電気抵抗が大きく変化する温度検出素子（例えば、サーミスタ）が内蔵された角型のセンサである。本実施形態における温度検出手段２０は、温度センサ２２で生じた電気抵抗の変化を演算装置２４に送信し、演算装置２４で電気抵抗の変化に基づいて二次電池１０の温度情報を算出する。なお、本実施形態で用いられる角型の温度センサ２２の一辺の長さは、５ｍｍ〜２０ｍｍ（例えば１０ｍｍ程度）である。
【００２５】
そして、本実施形態に係る電池モジュール１では、温度センサ２２と二次電池１０とが接触する領域（図２中の接触領域Ａ）の中央部が含まれるような空間Ｓ（図４Ａ参照）が、温度センサ２２と二次電池１０との間に形成されている。かかる空間Ｓが形成された接触領域Ａの構造については後に詳しく説明するが、かかる空間Ｓが形成されていることによって、温度センサ２２と二次電池１０との接触が異物によって阻害されることを抑制して、温度情報の検出精度の低下を防止することができる。
【００２６】
（３）制御装置
制御装置３０は、温度検出手段２０によって検出された温度情報に基づいて二次電池１０の充放電を制御する。かかる制御装置３０は、予め定められたプログラムに沿って演算を行う演算処理部と、電子化された情報を記憶する記憶部とを備えている。演算部は、中央処理部（ＣＰＵ）などと称され得る。記憶部は、メモリやハードディスクなどと称されうる。そして、制御装置３０は、予め定められたプログラムに沿って所定の演算処理を行い、演算結果に基づいて二次電池１０の充放電を電気的に制御する。
そして、本実施形態に係る電池モジュール１では、かかる二次電池１０の充放電制御のための演算に、温度検出手段２０で検出された二次電池１０の温度情報が考慮される。
なお、本実施形態に係る電池モジュール１を車両に搭載する場合、制御装置３０は、エンジンやステアリングやブレーキや二次電池などを制御するために車両に搭載された電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に組み込まれていてもよい。
【００２７】
（４）接触領域の構造
上記したように、本実施形態に係る電池モジュール１では、温度センサ２２と二次電池１０との接触領域Ａの中央部が含まれるように空間Ｓが形成されている。以下、かかる空間Ｓが形成される接触領域Ａの構造について説明する。
図３Ａは図２に示される二次電池の接触領域の近傍を拡大した平面図であり、図３Ｂは当該図３Ａ中のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面図である。また、図４Ａ〜図４Ｃは、第１の実施形態に係る電池モジュールの二次電池と温度センサとの接触領域の近傍の断面構造を模式的に示す図である。
【００２８】
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施形態では、接触領域Ａの中央部が含まれるように、二次電池１０の蓋体１４の表面１４ａに平面円形の凹部１５が形成されている。かかる凹部１５を形成するための手段は特に制限されず、プレス加工や切削加工などを採用することができるが、加工の際のコストや精度を考慮すると、プレス加工を好ましく用いることができる。特に、一般的な二次電池の蓋体は、プレス加工によって成形されるため、かかるプレス加工用の金型に凹部に対応した突起を設けることによって、凹部１５の形成のための加工工程を新たに設けずに、容易に凹部１５を形成することができる。
【００２９】
凹部１５の平面視における面積は、レーザ溶接などで生じる異物の大きさと、接触領域Ａの面積とを考慮して適宜調整すると好ましい。具体的には、凹部１５の平面視における面積が小さすぎると、適切に収容し得る空間を形成することが困難になる。一方、接触領域Ａの面積に対する凹部１５の面積が大き過ぎると、二次電池１０と温度センサ２２との接触面積が減少して温度情報の検出精度が若干低下する可能性がある。これらの点を考慮すると、凹部１５の平面視における面積は、接触領域Ａの面積の１％〜５％（例えば３％）であると好ましい。
より具体的には、レーザ溶接などで生じる異物の寸法が０．３ｍｍ程度であり、接触領域Ａの面積が１００ｍｍ２である場合には、円形の凹部１５の直径ｒ１を０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内に設定すると好ましく、例えば２ｍｍに設定される。これによって、異物を適切に収容し得る空間を二次電池１０と温度センサ２２との間に形成することができると共に、接触領域Ａの面積を充分に確保することができる。
【００３０】
また、図３Ｂに示される凹部１５の深さｄ１は、０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ（例えば、０．５ｍｍ）であると好ましい。上述したような０．３ｍｍ程度の異物が適切に収容されるような空間を形成するには、凹部１５の深さを０．３ｍｍ以上にすると好ましい。一方で、凹部１５が深すぎると二次電池１０（蓋体１４）の強度が低下する恐れがあるため、凹部の深さは１ｍｍ以下にした方が好ましい。
【００３１】
そして、本実施形態に係る電池モジュール１では、図４Ａに示すように、凹部１５が接触領域Ａの中央部に配置されるように、二次電池１０の蓋体１４の表面１４ａに温度センサ２２が取り付けられる。これによって、蓋体１４の凹部１５の位置に、温度センサ２２と蓋体１４とによって囲まれた空間Ｓが形成される。
このように、温度センサ２２と蓋体１４との接触領域Ａに空間Ｓが形成された電池モジュール１では、製造過程で生じた異物Ｆが接触領域Ａの中央部に付着したとしても、図４Ｂに示すように空間Ｓの内部に異物Ｆを収容することができるため、二次電池１０と温度センサ２２との接触が異物Ｆによって阻害されることを抑制できる。
【００３２】
なお、図４Ｃに示すように、本実施形態に係る電池モジュール１では、接触領域Ａの周縁部Ａ１に異物Ｆが付着した場合、当該異物Ｆが空間Ｓに収容されずに二次電池１０と温度センサ２２との間に挟み込まれることがある。このような場合、異物Ｆが空間Ｓに収容された場合（図４Ｂ参照）に比べて、二次電池１０と温度センサ２２との接触面積が減少するため、温度情報の検出精度が若干低下する可能性がある。
しかし、図４Ｃに示される状態であっても、二次電池１０と温度センサ２２とが直接接触する部分を含む２点以上の接点を確保することができるため、図９に示されるような異物Ｆを介した一点のみで二次電池１１０と温度センサ１２２とが接触する状態と比較すると温度情報の検出精度を大幅に改善することができる。
【００３３】
以上のように、本実施形態に係る電池モジュール１によれば、二次電池１０と温度センサ２２との間に十分な接点を確保して、二次電池１０の温度情報を高い精度で検出することができるため、かかる温度情報に基づいた適切な充放電制御を行うことができる。
【００３４】
２．第２の実施形態
以上、本発明の第１の実施形態に係る電池モジュールについて説明した。しかし、ここで開示される電池モジュールは、上述した実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。以下、変更が行われた電池モジュールの一例として、第２の実施形態に係る電池モジュールを説明する。
【００３５】
第２の実施形態に係る電池モジュールは、温度センサと二次電池との接触領域の構造が第１の実施形態に係る電池モジュールと異なっているが、他の部分の構造は第１の実施形態に係る電池モジュールと同じである。したがって、以下では、温度センサと二次電池との接触領域の構造を主に説明し、他の部分の構造の説明は省略する。
図５Ａは第２の実施形態に係る電池モジュールで用いられる二次電池の接触領域の近傍を拡大した平面図であり、図５Ｂは第２の実施形態に係る電池モジュールの二次電池と温度センサとの接触領域の近傍の断面構造を模式的に示す図である。
【００３６】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第２の実施形態に係る電池モジュールでは、二次電池１０の蓋体１４の表面１４ａに、接触領域Ａの外周縁に沿った形状（平面視において方形）の凸部１９が形成されており、当該凸部１９の中央部に凹部１５が形成されている。そして、二次電池１０に温度センサ２２を取り付ける際には、凸部１９の上面に温度センサ２２が配置される。これによって、本実施形態に係る電池モジュールでは、二次電池１０の凸部１９と温度センサ２２とによって囲まれた空間Ｓが形成される。この場合でも、上述した第１の実施形態と同様に、異物を適切に収容できる空間Ｓを形成することができるため、温度センサ２２と二次電池１０とを好適に接触させて二次電池１０の温度情報を高い精度で検出することができる。
【００３７】
また、二次電池１０が設置される環境が高湿度である場合、蓋体１４の上面１４ａに水滴が付着することがあり、かかる水滴が蓋体１４の上面１４ａを伝わって温度センサ２２と二次電池１０との間に侵入すると温度情報の検出精度が低下する恐れがある。これに対して、本実施形態に係る電池モジュール１のように、蓋体１４に凸部１９を形成して当該凸部１９の上面に温度センサ２２を配置した場合、接触領域Ａの外周縁部Ａ１を蓋体１４の上面１４ａよりも高くすることができる。これによって、水滴が二次電池１０の上面（蓋体１４）を伝わって温度センサ２２と二次電池１０との間に侵入することを防止し、温度情報の検出精度の低下をより好適に抑制することができる。
【００３８】
なお、凸部１９の高さｔ１は、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ（例えば、０．３ｍｍ）であるとより好ましい。かかる凸部１９の高さｔ１を０．２ｍｍ以上にすることによって、異物Ｆが適切に収容されるような空間Ｓを形成できると共に、温度センサ２２と二次電池１０との間に水滴が侵入することを好適に防止できる。一方、凸部１９の高さｔ１を高くし過ぎると凸部１９の強度が低下して破損しやすくなるため、凸部１９の高さｔ１は１．０ｍｍ以下にした方が好ましい。
【００３９】
３．第３の実施形態
上述した第１および第２の実施形態に係る電池モジュールでは、二次電池と温度センサとの接触領域Ａの中央部が含まれるように凹部１５が形成されており、かかる凹部１５の位置に空間Ｓが形成されている。しかし、ここで開示される電池モジュールにおいて、凹部１５は必ずしも形成されていなくてもよく、他の構造で接触領域に空間を形成してもよい。
【００４０】
具体的には、蓋体の表面に複数の凸部を設け、当該凸部の上面に温度センサを設置した場合でも、二次電池と温度センサとの間に適切に空間を形成することができる。かかる複数の凸部によって空間を形成する実施形態の一例を図６に示す。
図６に示される第３の実施形態に係る電池モジュールでは、平面Ｌ字型の凸部１９ａが二次電池１０の蓋体１４に４個形成されている。各々の凸部１９ａは、方形の接触領域Ａの四隅に配置されている。これによって、接触領域Ａの中央部が凸部１９ａの上面よりも低くなるような段差が蓋体１４の表面１４ａに形成される。そして、この凸部１９ａの上面に温度センサ２２を配置すると、４個の凸部１９ａに囲まれた空間Ｓを形成できる。かかる空間Ｓは、上述した第１及び第２の実施形態と同様に、レーザ溶接などで生じた異物を好適に収容することができる。したがって、本実施形態に係る電池モジュールの場合も、温度センサ２２と二次電池１０とを好適に接触させて温度情報の検出精度の低下を抑制することができる。
【００４１】
４．第４の実施形態
また、上述した第１〜第３の実施形態に係る電池モジュールでは、二次電池１０の蓋体１４に凹部や凸部などの段差を形成することによって、二次電池１０と温度センサ２２との接触領域Ａに空間Ｓを形成している。
しかし、二次電池と温度センサとの間に空間を形成するための段差（凹部や凸部など）は、温度センサ側に形成されていてもよい。具体的には、図７に示される第４の実施形態のように、温度センサ２２側に凹部２２ａなどの段差を形成した場合でも、異物を収容し得る空間Ｓを二次電池１０と温度センサ２２との接触領域Ａに形成して、温度情報の検出精度の低下を抑制することができる。
また、第１〜第４の実施形態では、温度センサ２２と二次電池１０の何れか一方に段差（凹部や凸部など）を形成しているが、かかる段差は、温度センサと二次電池の両方に形成されていてもよい。
但し、凹部や凸部などの段差を温度センサ側に設けると、温度センサの強度や温度情報の検出精度に影響を及ぼす可能性があるため、かかる段差は、第１〜第３の実施形態のように二次電池１０側のみに形成した方が好ましい。
【００４２】
５．その他の実施形態
以上の第１〜第４の実施形態において、ここで開示される電池モジュールの実施形態の一例を説明した。しかし、ここで開示される電池モジュールでは、上述の第１〜第４の実施形態に限定されず、種々の構成を必要に応じて変更することができる。以下、かかる変更の一例を説明する。
【００４３】
（１）二次電池の個数
例えば、上述した第１〜第４の実施形態では、二次電池１０の個数が１個の電池モジュールを対象としている。しかし、ここで開示される電池モジュールにおいて、二次電池の個数は特に制限されず、必要に応じて増減することができる。
なお、複数の二次電池を用いる際には、図８に示すように、複数の二次電池１０がバスバー４０で接続されていると共に一対の拘束板５０で拘束された組電池１００を構築すると好ましい。かかる組電池１００を構築した場合には、組電池１００を構成する全ての二次電池１０に温度センサを取り付けてもよいし、特定の二次電池１０だけに温度センサを取り付けてもよい。例えば、図８では、紙面手前側から偶数番目に配置された二次電池１０に温度センサを取り付けるために、当該偶数番目の二次電池１０の蓋体１４に凹部１５が形成されている。
【００４４】
（２）温度センサの取り付け位置
上述した第１〜第４の実施形態では、何れにおいても、二次電池１０の電池ケース１３の上面をなす蓋体１４に温度センサ２２を取り付けている。しかし、温度センサを取り付ける位置は、特に制限されず、車両などに搭載する際のスペースなどを考慮して適宜変更することができる。従って、温度センサは、電池ケースの側面や底面をなすケース本体に取り付けられていてもよい。
また、温度センサは、電池ケースに取り付けられていなくてもよい。例えば、電池ケースを覆うような外装部（カバー）を有した二次電池を用いる場合には、かかる外装部の表面に温度センサを取り付けてもよい。このような場合には、上述した第１〜第４の実施形態において説明したような段差（凹部や凸部など）を外装部に設けることによって、二次電池と温度センサとの間に好適な空間を形成することができる。
【００４５】
（３）凹部の形状
図３Ａおよび図５Ａに示すように、上述した第１〜第２の実施形態では、平面視において円形の凹部が形成されている。しかし、凹部の平面視における形状は特に限定されず、例えば、平面視において正方形の凹部を形成してもよい。但し、凹部を形成する際の加工の容易さ考慮すると、平面視における凹部の形状は円形の方が好ましい。
なお、正方形の凹部を形成する場合には、かかる凹部の一辺の長さを０．５ｍｍ〜２ｍｍに設定すると好ましい。これによって、温度センサと二次電池との接触領域の面積の減少による検出精度の低下を生じさせることなく、異物を好適に収容し得る空間を接触領域に形成することができる。
【００４６】
また、図４Ａに示すように、上述した第１の実施形態では、底面が湾曲した凹部１５が形成されている。しかし、かかる凹部を形成する際には、底面が平坦な円柱形の凹部を形成するとより好ましい。このような円柱形の凹部を設けた場合、凹部の全域に亘って充分な深さを確保することができるため、異物を収容し得る空間をより好適に形成することができる。
【００４７】
（４）凹部の個数
また、上述した第１及び第２の実施形態では、温度センサと二次電池との接触領域の中央部に凹部１５が一個だけ形成されている。しかし、ここで開示される電池モジュールでは、接触領域の中央部の凹部に加えて、接触領域の周縁部に凹部が複数形成されていてもよい。このような場合には、温度センサと二次電池との接触領域に複数の空間を形成することができるため、温度センサと二次電池との間に異物が挟み込まれることをより好適に防止することができる。一方、温度センサと二次電池との間に多くの空間を形成し過ぎると、接触領域の面積の減少による検出精度の低下が生じる恐れもある。このため、凹部を形成する数は必要に応じて適宜調整すると好ましい。
【００４８】
［試験例］
以下、本発明に関する試験例を説明するが、以下の試験例は本発明を限定することを意図したものではない。
【００４９】
１．各試験例
（１）試験例１
試験例１では、先ず、正極活物質（ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２）と、導電材（アセチレンブラック）と、バインダ（ポリフッ化ビニリデン）とが、質量比で９４：３：３の割合で混合された正極活物質層が、正極集電体（アルミニウム箔）の両面に形成されたシート状の正極を作製した。次に、負極活物質（黒鉛）と、増粘剤（カルボキシメチルセルロース）と、バインダ（スチレンブタジエンゴム）とが、質量比で９８：１：１の割合で混合された負極活物質層が、負極集電体（銅箔）の両面に形成されたシート状の負極を作製した。
【００５０】
そして、セパレータ（ポリエチレンシート）を介して上述の正極と負極とを積層させた後、当該積層体を捲回することによって捲回電極体を作製した。そして、作製した捲回電極体を、非水電解液とともに電池ケース内に収納することによってリチウムイオン二次電池を作製した。そして、上述の手順で作製したリチウムイオン二次電池を４個準備し、これらの電池の正極端子と負極端子とをバスバーによって接続した後、拘束具によって各電池を拘束することによって組電池を作製した。
【００５１】
次に、試験例１では、図４Ｂに示される状態が再現されるように、電池モジュールを構築した。具体的には、４個のリチウムイオン二次電池のうち１個の電池の蓋体１４に、直径２ｍｍ、深さ０．５ｍｍの平面円形の凹部１５を形成し、当該凹部内に直径０．３ｍｍの異物Ｆ（アルミニウム片）を付着させた。そして、サーミスタを内蔵した角型の温度センサ２２（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を備えた温度検出手段を準備し、凹部１５が覆われて空間Ｓが形成されるように温度センサ２２を蓋体１４に取り付けた。
【００５２】
（２）試験例２
試験例２では、図４Ｃに示すような状態が再現されるように電池モジュールを構築した。具体的には、接触領域Ａの中央部に凹部１５が形成された二次電池１０を用意し、接触領域Ａの周縁部に異物Ｆを付着させた。そして、温度センサ２２と蓋体１４との間に異物Ｆが挟み込まれるように温度センサ２２を取り付けた。このときの温度センサ２２と蓋体１４との接触箇所は、異物Ｆを介した箇所と、温度センサ２２と蓋体１４とが直接接触する箇所の２点になった。なお、試験例２の電池モジュールを構成する各部材の構造は、試験例１と同じ条件に設定した。
【００５３】
（３）試験例３
試験例３では、図９に示すような状態が再現されるように電池モジュールを構築した。具体的には、上述した試験例１、２と異なり、蓋体に凹部が設けられていない二次電池１１０（リチウムイオン二次電池）を準備し、接触領域Ａの中央部に異物Ｆを付着させた。そして、図９に示すように、二次電池１１０と温度センサ１２２との間に異物Ｆが挟み込まれるように温度センサ１２２を取り付けた。なお、試験例３における凹部を除く、各々の構造は試験例１と同じ条件にした。
【００５４】
２．評価試験
上記の各試験例の電池モジュールの評価試験として以下の試験を行った。
先ず、各試験例における組電池を４０Ａの充放電レートで充電を行った。そして、充電状態を３０分間維持した後、蓋体に取り付けた温度センサ（サーミスタ）の抵抗値の変化に基づいて温度検出手段で温度情報を演算した。そして、かかる温度検出手段による演算とは別に、温度計を用いて各試験例の組電池の温度（実測値）を測定した。そして、温度検出手段で演算した温度情報と、温度計による実測値との差（温度測定誤差）を算出した。各試験例の温度測定誤差を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2019102342.tif 000003
【００５６】
３．評価結果
表１に示すように、図９の状態を再現した試験例３では、温度検出手段によって演算された温度情報の誤差が±４．９℃と非常に大きくなっており、温度情報の検出精度が大きく低下していることが確認された。これは、温度センサ１２２と二次電池１１０との接触部分が異物Ｆを介した一点のみになり、温度センサ１２２と二次電池１１０とが直接接触していなかったためと解される。
一方、図４Ｂの状態を再現した試験例１では、温度測定誤差が±１．２℃であり、高い精度で温度情報を検出することができた。このことから、二次電池１０の蓋体１４に凹部１５を形成し、二次電池１０と温度センサ２２との接触領域Ａの中央部に、異物Ｆを収容し得る空間Ｓを形成すれば、温度情報の検出精度の低下を抑制できることが確認できた。
また、図４Ｃの状態を再現した試験例２では、温度測定誤差が許容範囲内であった。これは、試験例３の場合と異なり、試験例２では、温度センサ２２と二次電池１０との間で、直接接触する箇所を含む２箇所以上の接点を確保することができたためと解される。このことから、少なくとも接触領域Ａの中央部が含まれるように空間Ｓを形成すれば、異物による温度情報の検出精度の低下を充分に抑制できることが確認できた。
【００５７】
以上、具体的な実施形態を挙げて本発明を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に記載した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１            電池モジュール
１０、１１０  二次電池
１２          ケース本体
１３          電池ケース
１４          蓋体
１４ａ        蓋体の上面
１５、２２ａ  凹部
１６、１８    電極端子
１７          ガス排出弁
１９、１９ａ  凸部
２０          温度検出手段
２２、１２２  温度センサ
２４          演算装置
３０          制御装置
４０          バスバー
１００        組電池
Ａ            接触領域
Ａ１          接触領域の周縁部
Ｆ            異物
Ｓ            空間
ｒ１          凹部の直径
ｄ１          凹部の深さ
ｔ１          凸部の高さ
【図１】
2019102342.tif 000004
【図２】
2019102342.tif 000005
【図３Ａ】
2019102342.tif 000006
【図３Ｂ】
2019102342.tif 000007
【図４Ａ】
2019102342.tif 000008
【図４Ｂ】
2019102342.tif 000009
【図４Ｃ】
2019102342.tif 000010
【図５Ａ】
2019102342.tif 000011
【図５Ｂ】
2019102342.tif 000012
【図６】
2019102342.tif 000013
【図７】
2019102342.tif 000014
【図８】
2019102342.tif 000015
【図９】
2019102342.tif 000016