(57)【要約】【課題】電池の温度などのデータを高い精度で検出することが可能なセンサ取付構造およびそのようなセンサ取付構造を備えた電池を提供する。【解決手段】センサ取付構造１８は、ケース２２とセンサ収納ケース２５とを備える。ケース２２は、開口部２７が形成され、内部に集電板２４ａ、２４ｂおよび積層電極体１９を含む発電要素を保持する。センサ収納ケース２５は、ケース２２の開口部２７に挿入されるとともに、ケース２２と接続されている。センサ収納ケース２５は、発電要素をケース２２の内部に挿入する挿入方向とは異なる方向から発電要素の集電板２４ｂと接触している。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ取付用開口部が形成され、内部に発電要素を保持する電槽と、
前記電槽の前記センサ取付用開口部に挿入されるとともに、前記電槽と接続されたセンサケースとを備え、
前記センサケースは、前記発電要素を前記電槽の内部に挿入する挿入方向とは異なる方向から前記発電要素と接触している、センサ取付構造。
【請求項２】
前記センサケースと前記電槽とは、熱溶着することにより接続固定されている、請求項１に記載のセンサ取付構造。
【請求項３】
前記センサケースは、
前記電槽の前記センサ取付用開口部に挿入され、センサを配置するための凹部を有するセンサ保持部材と、
前記センサ保持部材が挿入された前記センサ取付用開口部を覆うとともに前記電槽の表面上にまで延在し、前記センサ保持部材の凹部につながる貫通孔を有するカバー部材とを含み、
前記カバー部材は、前記電槽と接続固定されるとともに、前記センサ保持部材と接続固定されている、請求項１または２に記載のセンサ取付構造。
【請求項４】
発電要素を保持する収納部材と、前記発電要素を前記収納部材の内部に挿入するため前記収納部材に形成された挿入口を覆うとともにセンサ取付用開口部が形成された蓋体とを含む電槽と、
前記蓋体に形成されたセンサ取付用開口部に挿入されるとともに、前記蓋体と接続されたセンサケースとを備え、
前記センサケースは、前記電槽を構成する前記収納部材の内部に前記発電要素を挿入する挿入方向と同じ方向から前記発電要素と接触している、センサ取付構造。
【請求項５】
前記センサケースと前記蓋体とは、熱溶着することにより接続固定されている、請求項４に記載のセンサ取付構造。
【請求項６】
前記センサケースは、
前記蓋体の前記センサ取付用開口部に挿入され、センサを配置するための凹部を有するセンサ保持部材と、
前記センサ保持部材が挿入された前記センサ取付用開口部を覆うとともに前記蓋体の表面上にまで延在し、前記センサ保持部材の凹部につながる貫通孔を有するカバー部材とを含み、
前記カバー部材は、前記蓋体と接続固定されるとともに、前記センサ保持部材と接続固定されている、請求項４または５に記載のセンサ取付構造。
【請求項７】
前記発電要素において、前記センサケースが接触する表面の部分には、前記センサケースを案内するためのガイド用凸部が形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサ取付構造。
【請求項８】
前記センサケースは、前記発電要素との接触部において前記発電要素に固着している、請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサ取付構造。
【請求項９】
前記接触部において、前記センサケースの表面にはケース側ネジ溝が形成され、かつ、前記発電要素の表面には発電要素側ネジ溝が形成され、
前記センサケースと前記発電要素とは、前記ケース側ネジ溝と前記発電要素側ネジ溝とが係合することにより固定されている、請求項８に記載のセンサ取付構造。
【請求項１０】
前記発電要素は、積層された複数の電極板と、前記複数の電極板が接続された集電板とを含み、
前記センサケースは前記集電板の表面と接触している、請求項１〜９のいずれか１項に記載のセンサ取付構造。
【請求項１１】
前記センサ保持部材の内部に温度センサが保持されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のセンサ取付構造。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセンサ取付構造を備える電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、センサ取付構造および電池に関し、より特定的には、センサにおける温度などの検出精度を向上させることが可能なセンサ取付構造および電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電動機を駆動源とした電気自動車や、電動機とガソリンエンジンなど複数種類の駆動源を有する、いわゆるハイブリッドカーが実用化されてきている。このような電気自動車などには、電動機など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ている。この電池としては、繰返し充放電が可能なニッカド電池（Ｎｉ−Ｃｄ電池）やニッケル−水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池が用いられる。
【０００３】
このような二次電池は、充放電に伴って発熱する。二次電池の温度が所定の範囲を超えて高くなるような場合、二次電池の特性が劣化する、あるいは寿命が短くなるなどの問題が発生する。したがって、二次電池の温度を温度センサなどで検出し、その検出温度に基づいて二次電池を冷却するといった制御が行なわれる。このような制御を正確に行なうためには、電池の温度を正確に検出する必要がある。
【０００４】
このように電池の温度を精度よく検出するため、従来からさまざまな構造が提案されている。たとえば、特開２００１−３５５４７公報には、電槽の内部に発電要素が収納された電池において、電槽の蓋体に有底の温度検出穴を設け、その温度検出穴の内部において、その底壁に付勢された状態で温度検出器（温度センサ）を配置する構造が開示されている。上記特開２００１−３５５４７公報では、温度検出穴の底壁（先端部）が発電要素に接触又は近接している。このような構造により、電池の温度検出を精度よく行なうことができるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開２００１−３５５４７公報に開示されたでは、蓋体に形成される温度検出穴の寸法ばらつきなどによって、温度検出穴の底壁（先端部）が発電要素に密着しない場合があった。このように温度検出穴の先端部が発電要素から離れて（間隙を介して）位置すると、発電要素に温度検出穴の先端部が密着している場合より、発電要素の熱が温度検出穴の先端部に伝わり難くなる。このため、温度検出穴の内部に配置された温度センサにより検出される発電要素の温度データの精度（検出精度）が劣化する場合があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、電池の温度などのデータを高い精度で検出することが可能なセンサ取付構造およびそのようなセンサ取付構造を備えた電池を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に従ったセンサ取付構造は、電槽とセンサケースとを備える。電槽は、センサ取付用開口部が形成され、内部に発電要素を保持する。センサケースは、電槽のセンサ取付用開口部に挿入されるとともに、電槽と接続されている。センサケースは、発電要素を電槽の内部に挿入する挿入方向とは異なる方向から発電要素と接触している。
【０００８】
このようにすれば、電槽とは独立した部材としてセンサケースを備えるので、予め電槽内に発電要素を配置した上で、センサ取付用開口部にセンサケースを装入、固定することができる。このとき、センサケースの先端部が発電要素の表面に接触して、その表面に押圧された状態で、センサケースを電槽に接続できる。したがって、センサケースを発電要素に確実に接触させることができる。このため、発電要素の熱は直接センサケースに伝わるので、センサケース内にたとえば温度センサを配置すれば、高い精度で発電要素の温度を測定できる。
【０００９】
上記センサ取付構造において、センサケースと電槽とは、熱溶着することにより接続固定されていてもよい。
【００１０】
この場合、たとえば電槽とセンサケースとを樹脂により構成し、センサケースを発電要素に押圧した状態で、センサケースと電槽との接触部を加熱すれば、この接触部を溶融させて熱溶着部とすることができる。この結果、センサケースを確実に発電要素と接触させた状態とすることができるとともに、センサ取付用開口部をセンサケースと電槽との接続部（熱溶着部）により封止することができる。
【００１１】
上記センサ取付構造において、センサケースは、センサ保持部材とカバー部材とを含んでいてもよい。センサ保持部材は、電槽のセンサ取付用開口部に挿入され、センサを配置するための凹部を有していてもよい。カバー部材は、センサ保持部材が挿入されたセンサ取付用開口部を覆うとともに電槽の表面上にまで延在し、センサ保持部材の凹部につながる貫通孔を有していてもよい。カバー部材は、電槽と接続固定されるとともに、センサ保持部材と接続固定されていてもよい。
【００１２】
この場合、センサ保持部材を発電要素に接触させる、あるいは固定する工程を実施した後、カバー部材をセンサ保持部材および電槽と接続固定することができる。このため、センサ保持部材を電槽に接続固定する工程を考慮することなく、センサ保持部材を発電要素に接触・固定させる接続部の構造を選択できる（接続部の構造について選択の自由度を大きくできる）。たとえば、センサ保持部材と発電要素とをネジ構造などで確実に固定した後、カバー部材をセンサ保持部材と電槽とに接続固定することで、センサ取付用開口部をカバー部材で封止することができる。
【００１３】
上記センサ取付構造において、カバー部材と電槽およびセンサ保持部材とは熱溶着することにより接続固定されていてもよい。
【００１４】
この場合、カバー部材とセンサ保持部材および電槽との間の接続部を熱溶着することで、シール性に優れた接続部を形成できる。したがって、センサ取付用開口部から電槽の外部に発電要素を構成する電解液などが漏れる危険性を低減できる。
【００１５】
また、この発明に従ったセンサ取付構造は、電槽とセンサケースとを備える。電槽は収納部材と蓋体とを含む。収納部材は発電要素を保持するものである。蓋体は、発電要素を収納部材の内部に挿入するため収納部材に形成された挿入口を覆うものである。蓋体にはセンサ取付用開口部が形成されている。センサケースは、センサ取付用開口部に挿入されるとともに、蓋体と接続されている。センサケースは、電槽を構成する収納部材の内部に発電要素を挿入する挿入方向と同じ方向から前記発電要素と接触している。
【００１６】
このようにすれば、電槽を構成する蓋体とは独立した部材としてセンサケースを備えるので、予め電槽内（収納部材の内部）に発電要素を配置した上で、センサ取付用開口部にセンサケースを装入、固定することができる。このとき、センサケースの先端部が発電要素の表面に押圧され接触した状態で、センサケースを蓋体に接続できる。したがって、センサケースを発電要素に確実に接触させることができる。このため、センサケース内にたとえば温度センサを配置すれば、発電要素の熱は直接センサケースを介して温度センサに伝わるので、高い精度で発電要素の温度を測定できる。
【００１７】
上記センサ取付構造において、センサケースと蓋体とは熱溶着することにより接続固定されていてもよい。
【００１８】
この場合、たとえば蓋体とセンサケースとを樹脂により構成し、センサケースを発電要素に押圧した状態で、センサケースと蓋体との接触部を加熱すれば、この接触部を溶融させて熱溶着部とすることができる。この結果、センサケースを確実に発電要素と接触させた状態とすることができるとともに、センサ取付用開口部をセンサケースと蓋体との接続部（熱溶着部）により封止することができる。
【００１９】
上記センサ取付構造において、センサケースは、センサ保持部材とカバー部材とを含んでいてもよい。センサ保持部材は、蓋体のセンサ取付用開口部に挿入され、センサを配置するための凹部を有していてもよい。カバー部材は、センサ保持部材が挿入されたセンサ取付用開口部を覆うとともに蓋体の表面上にまで延在し、センサ保持部材の凹部につながる貫通孔を有していてもよい。カバー部材は、蓋体と接続固定されるとともに、センサ保持部材と接続固定されていてもよい。
【００２０】
この場合、センサ保持部材を発電要素に接触させる、あるいは固定する工程を実施した後、カバー部材をセンサ保持部材および蓋体と接続固定することができる。このため、センサ保持部（センサケース）を蓋体に接続固定する工程を考慮することなく、センサ保持部材を発電要素に接触・固定させる接続部の構造を選択できる。たとえば、センサ保持部と発電要素とをネジ構造などで確実に固定した後、カバー部材をセンサ保持部と蓋体とに接続固定することで、センサ取付用開口部をカバー部材で封止することができる。
【００２１】
上記センサ取付構造では、発電要素において、前記センサケースが接触する表面の部分にはガイド用凸部が形成されていてもよい。ガイド用凸部はセンサケースを案内するためのものであってもよい。
【００２２】
この場合、センサ取付用開口部にセンサケースを挿入し、センサケースの先端部を発電要素に押圧する際、センサケースをガイド用凸部により案内できる。そのため、センサケースの先端部が発電要素の表面において接触する領域の位置を正確に決定できる。
【００２３】
上記センサ取付構造において、センサケースは、発電要素との接触部において発電要素に固着していてもよい。
【００２４】
この場合、センサケースと発電要素とが互いに固着した領域を介して発電要素の熱がセンサケースへ確実に伝わる。そのため、センサケース内に温度センサなどを配置することで、発電要素の温度を精度よく測定することができる。
【００２５】
また、発電要素とセンサケースとが固着しているので、電槽に衝撃や応力などが加えられても、センサケースと発電要素とが分離することを防止できる。したがって、センサケースと発電要素とが離れることによる温度測定の精度低下が起きる可能性を低減できる。
【００２６】
上記センサ取付構造では、上記接触部において、センサケースの表面にケース側ネジ溝が形成されていてもよく、かつ、発電要素の表面に発電要素側ネジ溝が形成されていてもよい。センサケースと発電要素とは、ケース側ネジ溝と発電要素側ネジ溝とが係合することにより固定されていてもよい。
【００２７】
この場合、ネジ構造によりセンサケースと発電要素とを確実に固着できる。
上記センサ取付構造において、発電要素は、積層された複数の電極板と、複数の電極板が接続された集電板とを含んでいてもよい。センサケースは集電板の表面と接触していてもよい。また、センサケースは集電板の表面と固着されていることが好ましい。
【００２８】
この場合、発電要素を構成する集電板は比較的剛性の高い材料により構成されるので、センサケースを発電要素の集電板に押圧して固定する際、発電要素側が変形してセンサケースと発電要素との間に間隙が形成されるといった危険性を低減できる。
【００２９】
上記センサ取付構造において、センサ保持部材の内部に温度センサが保持されていてもよい。
【００３０】
この場合、温度センサにより発電要素の温度を精度よく測定できる。
この発明に従った電池は、上記センサ取付構造を備えるものである。
【００３１】
このようにすれば、高い精度で温度などのデータを測定することが可能な電池を容易に実現できる。したがって、電池において上述のように高い精度で測定された温度データに基づいて、電池の温度制御を正確に行なうことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、本発明によるセンサ取付構造を適用した電池モジュールの実施の形態１を含む電池パックの斜視模式図である。図２は、図１に示した電池パックを含む電池システムを用いた自動車のブロック図である。図３は、図１に示した電池パックの展開模式図である。図４は、図１に示した電池パックの一部であるモジュール集合体を構成する本発明による電池モジュールの斜視模式図である。図５は、図４の線分Ｖ−Ｖにおける部分断面模式図である。図６は、図５に示した電池モジュールのセンサ取付部の拡大断面模式図である。図１〜図６を参照して、本発明によるセンサ取付構造を適用した電池モジュールの実施の形態１を含む電池システムを説明する。
【００３４】
本発明による電子システムは、自動車の車両に搭載される電子システムであって、図１に示すような電池パック５と、この電池パック５に冷却風を供給するためのファンおよび冷却風を自動車の外部へと排出する排気ダクト、電池システムのメンテナンスなどのために用いられる安全装置、さらには電池システムを制御するためのバッテリコンピュータなどを備える。
【００３５】
図２に示すように、本発明による電子システムを適用した自動車１は、制御部２と、本発明による電池システムを含む電池部３と、駆動部４とを備える。制御部２は電池部３および駆動部４を制御する。駆動部４は、電池部３から供給される電流によって駆動するモータなどの電動機以外に、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を備えていてもよい。すなわち、自動車１には、電池部３から供給される電流によって駆動するモータなどの電動機のみを駆動源とする電気自動車のみではなく、駆動源としてガソリンエンジンなど電動機以外の駆動手段を備えたいわゆるハイブリッドカーも含まれる。
【００３６】
図１に示した電池パック５は、図３に示すように、バッテリカバー６およびロワーケース１２からなる電池パック外装部材の内部に、モジュール集合体１１が収容された構造となっている。モジュール集合体１１は複数の電池モジュール１７を積層して形成されている。なお、積層された電池モジュール１７の間には、図示していないが冷却風を流通させることができるように、冷却風流路としての間隙が形成されている。電池モジュール１７としては、たとえばニッケル−水素電池などの二次電池を用いることができる。電池としての電池モジュール１７は、いわゆる角型平板状の外形を有している。
【００３７】
電池モジュール１７は複数の電池セルを含む。具体的には、図４に示すように、電池モジュール１７は、ケース２２と蓋体２３とからなる電槽としてのモジュールケースと、このモジュールケースの内部に配置され、隔壁により仕切られた６つの電池セル２１ａ〜２１ｆとを備える。電槽としてのケース２２および蓋体２３からなるモジュールケースの材料としては樹脂を用いることができる。ケース２２の長軸方向における端面上には、端子１６が形成されている。また、ケース２２の上記端面上には、端子１６下に位置する部分にセンサ取付構造としてのセンサ取付部１８が形成されている。なお、センサ取付部１８の構造については後述する。
【００３８】
また、ケース２２の側面上には電池モジュール１７の間に冷却風流路としての間隙を形成するための突起部２０が形成されている。電池モジュール１７を積層したモジュール集合体１１（図３参照）では、電池モジュール１７の突起部２０同士が当接することにより、電池モジュール１７の間に間隙が形成される。なお、図４では排気端子１５（図５参照）の図示を省略するとともに、電池セル２１ａ〜２１ｆを説明するためにケース２２および蓋体２３の一部を除去した状態を示している。
【００３９】
電池モジュール１７に含まれる電池セル２１ａ〜２１ｆは、それぞれ基本的に同様の構造を備える。以下、電池セル２１ａを例として説明する。電池セル２１ａは、たとえばシート状の複数の電極部材をセパレータによって絶縁状態として相互に重ねて構成された積層電極体１９と、積層電極体１９を挟むように配置された１対の集電板２４ａ、２４ｂ（図５参照）とからなる。なお、積層電極体１９には電解液が含浸あるいは注入されている。
【００４０】
積層電極体１９においては、正極となる電極部材と、負極となる電極部材とが交互に積層されている。正極となる電極部材の端部は、一括して一方の集電板２４ｂに接続されている。また、負極となる電極部材の端部は、一括して他方の集電板２４ａに接続される。この結果、正極となるすべての電極部材と一方の集電板２４ｂとが電気的に接続された状態となる。また、負極となるすべての電極部材と他方の集電板２４ａとが電気的に接続された状態となる。
【００４１】
そして、図５に示すように、集電板２４ｂの上部において、集電板２４ｂに接続するように端子１６が配置されている。また、集電板２４ａの上部においては、隔壁を介して隣接する電池セル２１ｂ（図４参照）の一方の集電板と集電板２４ａとが電気的に接続されている。また、他の電池セル２１ｂ〜２１ｆ（図４参照）の間は図５に示した集電板２４ａと隣接する電池セル２１ｂの一方の集電板との接続部と同様の構造によって電気的に接続される。この結果、電池モジュール１７（図４参照）に含まれる電池セル２１ａ〜２１ｆ（図４参照）は電気的に直列接続されている。なお、電池セル２１ａ〜２１ｆを構成する積層電極体１９（図５参照）および集電板２４ａ、２４ｂからなる発電要素の構成は、上述したような構成に限らず他の構成であってもよい。
【００４２】
そして、電池モジュール１７の端面上には、既に述べたように端子１６下に位置する部分にセンサ取付部１８が配置されている。センサ取付部１８は、図５に示すように電池モジュール１７のケース２２の端部に位置する側壁に形成された開口部２７と、このセンサ取付用開口部としての開口部２７に嵌め込まれたセンサ収納ケース２５とからなる。ケース２２の側壁に形成された開口部２７の平面形状は円形状である。そして、この開口部２７に挿入されたセンサケースとしてのセンサ収納ケース２５は樹脂製であって、底壁を有する円筒状の形状を有している。なお、センサ収納ケース２５は、ケース２２と同じ材料により構成されることが好ましい。
【００４３】
センサ収納ケース２５には、中心軸に沿って延びるように形成された開口部２９が形成されている。図６に示すように、センサ収納ケース２５の底壁５３は、電池セル２１ａ（図５参照）の集電板２４ｂの側面に押圧され接触した状態で配置されている。センサ収納ケース２５の一方端部（集電板２４ｂと接触する底壁２５が位置する領域（先端部）とは反対側に位置する領域）には、開口部２９が延びる方向に対して放射方向に延びるようにフランジ部５４が形成されている。フランジ部５４の外周部とケース２２における開口部２７の上縁部２８とは、熱溶着部２６を介して接続固定されている。
【００４４】
なお、ケース２２にセンサ収納ケース２５を取付ける工程としては、たとえば次に述べるような工程を用いることができる。以下、図７に基づいてセンサ収納ケース２５をケース２２に取付ける工程を簡単に説明する。図７は、センサ収納ケースを電池モジュールのケースへと取付ける工程を説明するための部分断面模式図である。
【００４５】
図７に示すように、まず開口部２７が形成された電池モジュール１７（図４参照）のケース２２を準備する。ケース２２では、開口部２７を囲むように、ケース２２の側壁から外側に突出した上縁部２８が形成されている。
【００４６】
そして、このケース２２の内部に積層電極体１９および集電板２４ａ、２４ｂ（図５参照）からなる発電要素を配置する。具体的には、積層電極体１９を含む発電要素を図５の矢印５５に示す方向からケース２２の内部へと挿入する。その後、図７に示すように、矢印３１により示した方向から、センサ収納ケース２５をケース２２の開口部２７へと挿入する。この結果、ケース２２における開口部２７の上縁部２８と、センサ収納ケース２５のフランジ部５４の外縁部３０とが接触する。そして、さらにセンサ収納ケース２５を矢印３１に示した方向に押圧しながら、センサ収納ケース２５の外縁部３０とケース２２の開口部２７における上縁部２８との接触部を加熱する。このようにして、熱溶着部２６（図６参照）を形成しながら、センサ収納ケース２５の先端部の底壁５３が集電板２４ｂの表面３２に接触するまで、センサ収納ケース２５を矢印３１に示した方向に移動させる。
【００４７】
この結果、ケース２２の内部において、積層電極体１９（図５参照）をケース２２（図５参照）の内部に挿入する挿入方向である矢印５５（図５参照）により示す方向とは異なる方向から、センサ収納ケース２５の底壁５３が集電板２４ｂの表面３２に押圧される。そして、この状態で、熱溶着部２６（図５参照）を形成できる。センサ収納ケース２５とケース２２とは熱溶着部２６によって接続固定される。
【００４８】
このように、図７の矢印３１で示した方向にセンサ収納ケース２５が押圧された状態で熱溶着部２６（図６参照）が形成されているので、センサ収納ケース２５の底壁５３と集電板２４ｂの表面とが確実に接触した状態で、センサ収納ケース２５をケース２２へと固定することができる。
【００４９】
そして、図６に示すように、センサ収納ケース２５に形成された開口部２９の内部に温度センサ１３を挿入する。このようにすれば、積層電極体１９および集電板２４ａ、２４ｂ（図５参照）からなる発電要素の温度を、集電板２４ｂ、センサ収納ケース２５の底壁５３を介して温度センサ１３により精度よく検出することができる。
【００５０】
つまり、電槽を構成するケース２２（図５参照）とは独立した部材としてセンサ収納ケース２５（図５参照）を備えるので、予めケース２２内に発電要素である積層電極体１９（図５参照）および集電板２４ａ、２４ｂを配置した上で、センサ取付用開口部としての開口部２７にセンサ収納ケース２５を装入、固定することができる。このとき、センサ収納ケース２５の先端部が集電板２４ｂの表面に接触・押圧された状態で、センサ収納ケース２５をケース２２に接続できる。したがって、センサ収納ケース２５を集電板２４ｂに確実に接触させることができる。このため、温度センサ１３（図５参照）により、高い精度で積層電極体１９および集電板２４ａ、２４ｂなどからなる発電要素の温度を測定できる。
【００５１】
また、上述のような工程により、図６に示すようにセンサ収納ケース２５の底壁５３は集電板２４ｂの表面に押圧された状態となるので、センサ収納ケース２５の底壁５３と集電板２４ｂの表面３２（図７参照）との間に間隙が形成されるといった危険性を低減できる。したがって、確実に積層電極体１９の温度（すなわち電池セル２１ａの温度）を高精度で検出することができる。
【００５２】
また、センサ収納ケース２５とケース２２とは、熱溶着部２６において熱溶着することにより接続固定されている。そのため、図７に示したような工程により、センサ収納ケース２５を確実に集電板２４ｂと接触させた状態とすることができるとともに、開口部２７をセンサ収納ケース２５とケース２２との接続部（熱溶着部２６）により封止することができる。
【００５３】
また、集電板２４ｂは、比較的剛性の高い材料から構成されているので、センサ収納ケース２５を集電板２４ｂに押圧してケース２２と固定する際、集電板２４ｂ側が変形してセンサ収納ケース２５と集電板２４ｂとの間に間隙が形成されるといった危険性を低減できる。
【００５４】
上述したようなセンサ取付部１８（図４参照）を有する電池モジュール１７（図４参照）を積層して、図３に示すようなモジュール集合体１１は構成されている。なお、モジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７のすべてについて上述したようなセンサ取付部１８（図４参照）を形成してもよいが、図３に示すようにモジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７のうちの一部のみについて、図３に示すようにセンサ取付部を形成してもよい。
【００５５】
そして、本発明によるセンサ取付部１８（図４参照）を有する電池モジュール１７（図３参照）を含む電池パック５では、図３に示すように、上述のような電池モジュール１７により構成されるモジュール集合体１１の両端部に拘束プレート１０ａ、１０ｂが配置されている。拘束プレート１０ａ、１０ｂは、拘束パイプ８ａ、８ｂにより互いに接続固定されている。なお、拘束プレート１０ａ、１０ｂはロワーケース１２に固定されている。また、個々の電池モジュール１７もロワーケース１２に固定されている。
【００５６】
そして、モジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７のそれぞれの側面（端面）上には、上述のように電池モジュール１７へと電流の入出力を行なうための端子１６が形成されている。この電池モジュール１７の端子１６を互いに接続するため、モジュール集合体１１の側面上にはバスバーモジュール９ａ、９ｂが配置されている。バスバーモジュール９ａ、９ｂが電池モジュール１７のそれぞれの端子１６に接続されることにより、モジュール集合体１１では電池モジュール１７が互いに電気的に直列接続される。
【００５７】
そして、モジュール集合体１１の側面においては、端子１６下に位置する領域において、上述したセンサ取付部１８に挿入固定される温度センサ１３およびハーネスが配置されている。また、モジュール集合体１１の上部表面上には、電池モジュール１７から排気される水素ガスなどを排出するための安全弁を内蔵した排気端子１５が形成されている。この排気端子１５上には、排気端子１５と接続され、電池モジュール１７から排出される水素ガスなどを電池パック５の外部へと排出するための排気ホース７が設置されている。なお、モジュール集合体１１の上部表面とバッテリカバー６との間には冷却風流路となる間隙が形成されている。また、モジュール集合体１１の下部表面とロワーケース１２との間にも、冷却風流路となる間隙が形成されている。
【００５８】
本発明による電池システムでは、上述した温度センサ１３によって検出される電池モジュール１７の温度の測定結果に応じて、モジュール集合体１１の温度を所定の範囲に保持するため、モジュール集合体１１へブロアファンなどを用いて冷却風が供給される。冷却風の供給方法としては、図１に示すようにモジュール集合体１１（図３参照）の上部表面側から下部表面側へと矢印１４で示した方向に冷却風を流してもよい（つまり、上述したモジュール集合体１１の上部表面とバッテリカバー６との間に形成された間隙に冷却風を供給し、この間隙からモジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７の間の間隙を介してモジュール集合体１１の下部表面とロワーケース１２（図３参照）との間に形成された間隙へと冷却風を流してもよい）。なお、このロワーケース１２（図３参照）とモジュール集合体１１（図３参照）の下部表面との間の間隙から電池パック５の外部へと冷却風を排出してもよい。
【００５９】
また、図１の矢印１４に示した方向とは逆向き、すなわちモジュール集合体１１の下部表面側から上部表面側へと冷却風を流してもよい。すなわち、モジュール集合体１１の下部表面とロワーケース１２との間の間隙に冷却風を供給し、このモジュール集合体１１の下側の間隙からモジュール集合体１１を構成する電池モジュール１７の間の間隙を介してモジュール集合体１１の上部表面とバッテリカバー６との間の間隙へと冷却風を流してもよい。そして、このモジュール集合体１１の上部表面側の間隙から電池パック５の外部へと冷却風を排出してもよい。
【００６０】
なお、上述のようにモジュール集合体１１においては、電池モジュール１７（図４参照）の側面に形成された突起部２０（図４参照）により電池モジュール１７の間に冷却風流路として作用する間隙が形成される。そのため、冷却風はモジュール集合体１１における電池モジュール１７の間の間隙を介して、モジュール集合体１１の上部表面側から下部表面側へ、あるいは下部表面側から上部表面側へと流通することができる。
【００６１】
図８は、図１〜図７に示した電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態１の第１の変形例を示す部分拡大断面模式図である。図８を参照して、本発明による電池モジュールの実施の形態１の第１の変形例を説明する。なお、図８は図６に対応する。
【００６２】
図８に示したように、電池モジュールにおけるセンサ取付構造としてのセンサ取付部１８は、基本的には図１〜図７に示した電池システムにおけるセンサ取付構造１８（図６参照）と同様の構造を備えるが、センサ収納ケース２５の先端部（底壁５３）が接触する集電板２４ｂの表面の構造が異なる。すなわち、図８に示した電池システムの電池モジュールにおけるセンサ取付部１８では、集電板２４ｂの表面においてセンサ収納ケース２５の底壁５３が接触する部分を囲むようにガイドフックとして作用する突起部３３が形成されている。センサ収納ケース２５の先端部（底壁５３）は、このガイド用凸部としての突起部３３によって囲まれた領域である凹部５６に挿入された状態となっている。
【００６３】
このようにしても、図１〜図７に示した電池モジュールにおけるセンサ取付部１８（図６参照）と同様の効果を得ることができる。さらに、このようなガイド部材として作用する突起部３３が形成されていることから、センサ収納ケース２５をケース２２へと取付ける際に、集電板２４ｂの表面の所定の領域（凹部５６）へとセンサ収納ケース２５の先端部（底壁５３が形成された端部）を確実に案内することができる。
【００６４】
図９は、図１〜図７に示した電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態１の第２の変形例を示す斜視模式図である。図１０は、図９の線分Ｘ−Ｘにおける部分断面模式図である。図９および図１０を参照して、本発明による電池モジュールの実施の形態１の第２の変形例を説明する。なお、図９は図４に対応する。また、図１０は、図９に示した電池モジュール１７の線分Ｘ−Ｘにおける水平方向での部分断面模式図となっている。
【００６５】
図９および図１０に示すように、本発明による電池モジュールの実施の形態１の第２の変形例は、基本的には図１〜図７に示した電池システムに含まれる電池モジュール１７（図４参照）と同様の構造を備えるが、電池モジュール１７（図９参照）におけるセンサ取付部１８の位置が異なっている。すなわち、図９に示した電池モジュール１７では、電池モジュール１７の側面（突起部２０が形成されいる側面）にセンサ取付部１８が配置されている。図１０から分かるように、センサ取付部１８の構造は、基本的には図１〜図７に示した電池システムにおける電池モジュールのセンサ取付部１８（図６参照）の構造と同様である。ただし、図１０に示すように、センサ収納ケース２５の先端部（底壁５３が位置する端部）は、積層電極体１９において電極部材３６、３７およびセパレータ３８が積層された積層方向とほぼ同じ方向から積層電極体１９に接触するように配置されている。つまり、積層電極体１９の最外周側に位置する電極部材３６の表面５２にセンサ収納ケース２５の先端部（底壁５３が位置する端部）は押圧されて接触している。
【００６６】
このようにしても、図１〜図７に示した電池モジュールと同様の効果を得ることができる。
【００６７】
なお、図１０から分かるように、積層電極体１９および集電板２４ａ、２４ｂからなる発電要素は、ケース２２の内部を隔壁３５によって仕切ることにより形成されたセル配置室３４の内部に配置されている。積層電極体１９において、負極として作用する電極板としての電極部材３６は集電板２４ｂにその端部が接続されている。また、正極として作用する電極板としての電極部材３７は、その端部が集電板２４ａに接続されている。これらの電極部材３６、３７は、セパレータ３８を介して交互に積層配置されている。
【００６８】
また、センサ取付部１８は、図１〜図７に示したような電池モジュール（図４参照）の端面、あるいは図９に示した電池モジュール１７の側面に配置してもよいが、電池モジュール１７を構成するケース２２（図９参照）の表面のうち、上述した領域以外のどの部分に配置してもよい。たとえば、ケース２２の底壁面、あるいは図９においてセンサ取付部１８が設置されている側面と反対側に位置する側面、あるいは図９において端子１６が示されている端面と反対側に位置する端面などに配置してもよい。
【００６９】
（実施の形態２）
図１１は、本発明による電池モジュールの実施の形態２を説明するための部分断面模式図である。図１１は、本発明による電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態２において、センサ取付部１８を拡大して示したものである。図１２は、図１１に示したセンサ取付部１８の構造を説明するための分解図である。図１１および図１２を参照して、本発明による電池モジュールの実施の形態２を説明する。
【００７０】
図１１および図１２を参照して、本発明による電池モジュールの実施の形態２は、基本的には図１〜図７に示した電池システムに含まれる電池モジュール１７（図４参照）と同様の構造を備えるが、電池モジュール１７（図４参照）の端面に配置されたセンサ取付部１８の構造が異なる。すなわち、図１１に示した電池モジュールのセンサ取付部１８では、集電板２４ｂの表面にネジ穴４５が形成されている。ネジ穴４５の側壁には発電要素側ネジ溝としてのネジ溝が形成されている。また、センサ保持部材としてのセンサ収納部材４０の先端部のネジ溝部４６における表面には、ケース側ネジ溝としてのネジ溝が形成されている。そして、このネジ穴４５に、センサ収納部材４０の先端部のネジ溝部４６（図１２参照）がねじ込まれて固着されている（つまり、センサ収納部材４０と集電板２４ｂとは、ネジ溝部４６に形成されたネジ溝とネジ穴４５の側壁に形成されたネジ溝とが係合することにより固定されている）。そして、センサ収納部材４０は、ケース２２に形成された開口部２７に挿入された状態となっている。なお、センサ収納部材４０は、底壁を有する円筒形状の部材である。
【００７１】
そして、ケース２２の開口部２７の上縁部２８およびセンサ収納部材４０の上端部４９（図１２参照）とそれぞれ熱溶着部４１ａ、４１ｂにより接続固定されたカバー部材３９が配置されている。カバー部材３９は開口部２７を覆うように配置されている。カバー部材３９のほぼ中央部には、貫通孔としての開口部４３が形成されている。カバー部材３９の開口部４３は、センサ収納部材４０の凹部としての開口部４２と重なる位置に配置されている。カバー部材３９とセンサ収納部材４０とからセンサ収納ケース（センサケース）が構成される。
【００７２】
このような構造のセンサ取付部１８によっても、図１〜図７に示した電池システムの電池モジュールにおけるセンサ取付部１８（図６参照）と同様の効果を得ることができる。また、センサ収納部材４０のネジ溝部４６を集電板２４ｂのネジ穴４５にねじ込んで固定しているので、センサ収納部材４０と集電板２４ｂとを確実に固定することができる。
【００７３】
このようにすれば、センサケースとしてのセンサ収納部材４０と発電要素を構成する集電板２４ｂとが互いに固着した領域を介して、発電要素の熱がセンサ収納部材４０へ確実に伝わる。そのため、センサ収納部材４０内に温度センサ１３（図１１参照）を配置することで、発電要素の温度を精度よく測定することができる。
【００７４】
また、集電板２４ｂとセンサ収納部材４０とがネジ構造によって固着しているので、電池モジュールを構成するケース２２に衝撃や応力などが加えられても、センサ収納部材４０と集電板２４ｂとが分離することを防止できる。
【００７５】
なお、図１１に示したセンサ取付部１８は、以下のような方法により製造することができる。すなわち、図１２に示すように、まず開口部２７が形成されたケース２２を準備する。このケース２２の内部に集電板２４ｂおよび積層電極体１９を含む発電要素を挿入する。そして、センサ収納部材４０を開口部２７の内部に挿入する。さらに、センサ収納部材４０の先端部のネジ溝部４６を集電板２４ｂのネジ穴４５へとねじ込んで固定する。
【００７６】
その後、センサ収納部材４０の上端部４９（図１２参照）およびケース２２の開口部２７における上縁部２８（図１２参照）に接触するようにカバー部材３９を配置する。そして、カバー部材３９と上縁部２８および上端部４９とを熱溶着する。この結果、カバー部材３９の端部４７（図１２参照）とケース２２の開口部２７における上縁部２８との間に熱溶着部４１ａ（図１１参照）が形成される。また、カバー部材３９の内周部４８（図１２参照）とセンサ収納部材４０の上端部４９（図１２参照）との間に熱溶着部４１ｂ（図１１参照）が形成される。この結果、カバー部材３９によりケース２２の内部の空間（積層電極体１９などが配置された空間）を、ケース２２の外部に対して密閉することができる。その後、カバー部材３９の開口部４３を介してセンサ収納部材４０の開口部４２の内部へと温度センサ１３を挿入固定する。このようにして、図１１に示すセンサ取付部１８を製造することができる。
【００７７】
このように、センサ収納部材４０とは別部材であるカバー部材３９を用いるので、集電板２４ｂのネジ穴４５（図１２参照）へとセンサ収納部材４０のネジ溝部４６（図１２参照）をねじ込む工程を行なった後に、ケース２２の開口部２７を封止するためカバー部材３９をケース２２およびセンサ収納部材４０と熱溶着する工程を行なうことができる。すなわち、温度センサ１３（図１１参照）が収納されるセンサ収納部材４０を確実に集電板２４ｂに接続固定すると同時に、開口部２７のシール性を確保することができる。また、開口部２７を封止する工程とは独立して、センサ収納部材４０を集電板２４ｂに固着させる工程を実施するので、上記封止する工程とは無関係にセンサ収納部材４０と集電板２４ｂとの接合構造を選択できる。
【００７８】
また、カバー部材３９とセンサ保持部材としてのセンサ収納部材４０および電槽としてのケース２２との間の接続部を熱溶着部４１ａ、４１ｂとすることで、シール性に優れた接続部を形成できる。したがって、開口部２７からケース２２の外部に発電要素を構成する電解液などが漏れる危険性を低減できる。
【００７９】
なお、収納部材４０と集電板２４ｂとの固定部の構造としては、ネジ構造以外のどのような固定方法を用いてもよい。たとえば、集電板２４ｂの表面に凹部を形成しておき、この凹部に収納部材４０の先端部を嵌め込んで固定してもよい。
【００８０】
また、図１１および図１２に示したセンサ取付部１８は、ケース２２の他の壁面に配置してもよい。
【００８１】
（実施の形態３）
図１３は、本発明による電池モジュールの実施の形態３を示す部分断面模式図である。図１３は、本発明による電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態３に含まれる１つの電池セルを示している。図１３を参照して、本発明による電池モジュールの実施の形態３を説明する。なお、図１３は図５に対応する。
【００８２】
本発明による電池モジュールの実施の形態３は、基本的には図１〜図７に示した電池システムに含まれる電池モジュールと同様の構造を備えるが、電池モジュール１７（図４参照）におけるセンサ取付部１８（図４参照）の位置が異なる。すなわち、図１３に示した電池システムでは、電池モジュール１７のモジュールケースを構成する蓋体２３にセンサ取付用開口部としての開口部５０が形成され、この開口部５０にセンサケースとしてのセンサ収納ケース２５が挿入されている。センサ収納ケース２５と蓋体２３とは、熱溶着部２６によって接続固定されている。熱溶着部２６は、センサ収納ケース２５の外縁部３０と蓋体２３の開口部５０の上縁部２８との間に形成されている。
【００８３】
センサ収納ケース２５の先端部は、積層電極体１９の電極部材などの上部表面５１に押圧して接触するように配置されている。つまり、センサ収納ケース２５は、ケース２２の内部に積層電極体１９を挿入する挿入方向と同じ方向から積層電極体１９と接触している。
【００８４】
図１３に示したセンサ取付部１８では、図１〜図７に示した電池システムを構成する電池モジュールにおけるセンサ取付部１８（図６参照）と同様に、センサ収納ケース２５を蓋体２３の開口部５０に挿入して、積層電極体１９の上部表面５１へと押圧した状態でセンサ収納ケース２５の外縁部３０と蓋体２３の開口部５０における上縁部２８との間を熱溶着している。この結果、図１〜図７に示した電池システムにおけるセンサ取付部１８（図６参照）と同様に、センサ収納ケース２５の先端分は積層電極体１９の上部表面５１に確実に接触する。このようにしても、温度センサ１３によって積層電極体１９の温度を精度よく測定することができる。つまり、図１〜図７に示した電池モジュールと同様の効果を得ることができる。
【００８５】
また、図１３に示したセンサ収納ケース２５に代えて、図１１に示したセンサ保持部材としてのセンサ収納部材４０（図１１参照）およびカバー部材３９（図１１参照）を用いてもよい（つまり、図１３のセンサ取付部１８の構造として、図１１に示したセンサ取付部１８の構造を適用してもよい）。この場合、センサ収納部材４０（図１１参照）を開口部５０の内部に挿入するとともに、その先端部を積層電極体１９（図１３参照）の上部表面に接触させる。そして、カバー部材３９（図１１参照）を、センサ収納部材４０が挿入された開口部５０（図１３参照）を覆うように配置する。カバー部材３９（図１１参照）は、開口部５０（図１３参照）を覆うとともに蓋体２３の表面上としての上縁部２８表面上にまで延在する。また、カバー部材３９（図１１参照）には、センサ収納部材４０の開口部４２（図１１参照）につながる貫通孔としての開口部４３（図１１参照）が形成されている。カバー部材３９は、蓋体２３（図１３参照）の上縁部２８と接続固定されるとともに、センサ収納部材４０（図１１参照）と接続固定される。この場合、図１１に示したセンサ取付部１８による効果と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
なお、上述した実施の形態では、複数の電池セル２１ａ〜２１ｆ（図４参照）を含む電池モジュール１７（図４参照）を用いて説明したが、本発明によるセンサ取付部１８（図４参照）は、単一の電池セルからなる電池、あるいは単一の電池セルを積層したような電池集合体にも適用可能である。また、図１〜図７に示した電池システムでは、図４に示したような電池モジュール１７を積層したモジュール集合体１１に代えて、上述した単一セルからなる電池、あるいは単一セルを積層した電池集合体を用いてもよい。
【００８７】
今回開示された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と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００８８】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、発電要素を内部に保持する電槽とは別部材であるセンサケースを、発電要素と接触した状態で電槽に設置するので、発電要素にセンサケースを確実に接触させることができる。このため、センサケースの内部に配置された温度センサなどにより、発電要素の温度を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるセンサ取付構造を適用した電池モジュールの実施の形態１を含む電池パックの斜視模式図である。
【図２】図１に示した電池パックを含む電池システムを用いた自動車のブロック図である。
【図３】図１に示した電池パックの展開模式図である。
【図４】図１に示した電池パックの一部であるモジュール集合体を構成する本発明による電池モジュールの斜視模式図である。
【図５】図４の線分Ｖ−Ｖにおける部分断面模式図である。
【図６】図５に示した電池モジュールのセンサ取付部の拡大断面模式図である。
【図７】センサ収納ケースを電池モジュールのケースへと取付ける工程を説明するための部分断面模式図である。
【図８】図１〜図７に示した電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態１の第１の変形例を示す部分拡大断面模式図である。
【図９】図１〜図７に示した電池システムを構成する電池モジュールの実施の形態１の第２の変形例を示す斜視模式図である。
【図１０】図９の線分Ｘ−Ｘにおける部分断面模式図である。
【図１１】本発明による電池モジュールの実施の形態２を説明するための部分断面模式図である。
【図１２】図１１に示したセンサ取付部１８の構造を説明するための分解図である。
【図１３】本発明による電池モジュールの実施の形態３を示す部分断面模式図である。
【符号の説明】
１　自動車、２　制御部、３　電池部、４　駆動部、５　電池パック、６　バッテリカバー、７　排気ホース、８ａ，８ｂ　拘束パイプ、９ａ，９ｂ　バスバーモジュール、１０ａ，１０ｂ　拘束プレート、１１　モジュール集合体、１２ロワーケース、１３　温度センサ、１４，３１，５５　矢印、１５　排気端子、１６　端子、１７　電池モジュール、１８　センサ取付部、１９　積層電極体、２０　突起部、２１ａ〜２１ｆ　電池セル、２２　ケース、２３　蓋体、２４ａ，２４ｂ　集電板、２５　センサ収納ケース、２５　底壁、２６　熱溶着部、２７，２９，４２，４３，５０　開口部、２８　上縁部、３０　外縁部、３２　表面、３３　突起部、３４　セル配置室、３５　隔壁、３６，３７　電極部材、３８　セパレータ、３９　カバー部材、４０　センサ収納部材、４１ａ，４１ｂ熱溶着部、４５　ネジ穴、４６　ネジ溝部、４７　端部、４８　内周部、４９上端部、５１　上部表面、５２　表面、５３　底壁、５４　フランジ部、５６凹部。
【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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