(57)【要約】【課題】本発明の目的は、電池セルの状態にばらつきがあったとしても、電池セルの異常膨張を確実に検知することを可能としたリチウムイオン電池モジュール、及びこれを用いた電池システムを提供する点にある。【解決手段】本発明に係る電池モジュールは、複数のラミネート型リチウムイオン電池セルが積層されてなる電池セル群と、前記電池セル群を収納するケースと、接続部材とを有し、前記ケースは、第一のケース部と第二のケース部からなり、当該第一のケース部と当該第二のケース部とは前記電池セル群を挟み込んで互いに接続され、前記第一のケース部には第一の固定部が設けられ、前記第二のケース部には第二の固定部が設けられ、前記第一の固定部及び前記第二の固定部には前記接続部材が固定され、前記接続部材が破断した場合に、前記電池セル群の電気的接続を遮断する検知回路を有することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のラミネート型リチウムイオン電池セルが積層されてなる電池セル群と、
前記電池セル群を収納するケースと、
接続部材と、を有する電池モジュールにおいて、
前記ケースは、第一のケース部と第二のケース部からなり、当該第一のケース部と当該第二のケース部とは前記電池セル群を挟み込んで互いに接続され、
前記第一のケース部には第一の固定部が設けられ、
前記第二のケース部には第二の固定部が設けられ、
前記第一の固定部及び前記第二の固定部には前記接続部材が固定され、
前記接続部材が破断した場合に、前記電池セル群の電気的接続を遮断する検知回路を有することを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の電池モジュールにおいて、
前記第一のケースには前記電池セル群の正極側と接続される正極側出力端子が設けられ、
前記第二のケースには前記電池セル群の負極側と接続される負極側出力端子が設けられることを特徴とする電池モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の電池モジュールにおいて、
前記正極側出力端子、または前記負極側出力端子のいずれか一方側にスイッチ素子が接続され、
前記検知回路は、前記接続部材が破断した場合に前記スイッチ素子をオフ状態とすることを特徴とする電池モジュール。
【請求項４】
請求項２または３のいずれかに記載の電池モジュールにおいて、
前記第一の固定部と前記第二の固定部が、互いに前記ラミネート型リチウムイオン電池セルの積層方向に並ぶように配置されることを特徴とする電池モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の電池モジュールにおいて、
前記正極側出力端子と前記負極側出力端子とは互いに前記ラミネート型リチウムイオン電池セルの積層方向に並ぶように設けられ、さらに前記第一の固定部および前記第二の固定部を挟み込むように設けられることを特徴とする電池モジュール。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の電池モジュールにおいて、
前記接続部材は、幅広部と幅狭部を有し、前記幅狭部の両端に前記幅広部が設けられていることを特徴とする電池モジュール。
【請求項７】
複数のラミネート型リチウムイオン電池セルが積層されてなる電池セル群と、
前記電池セル群を収納するケースと、
接続部材と、を有する電池モジュールにおいて、
前記ケースは、第一のケース部と第二のケース部からなり、当該第一のケース部と当該第二のケース部とは前記電池セル群を挟み込んで互いに接続され、
前記第一のケース部には第一の固定部が設けられ、
前記第二のケース部には第二の固定部が設けられ、
前記第一の固定部及び前記第二の固定部には前記接続部材が固定され、
前記接続部材には歪みセンサが設けられ、
前記歪みセンサが歪みを検知した場合に、前記電池セル群の電気的接続を遮断する検知回路を有することを特徴とする電池モジュール。
【請求項８】
複数のラミネート型リチウムイオン電池セルが積層されてなる電池セル群と、
前記電池セル群を収納するケースと、
接続部材と、を有する電池モジュールにおいて、
前記ケースは、第一のケース部と第二のケース部からなり、当該第一のケース部と当該第二のケース部とは前記電池セル群を挟み込んで互いに接続され、
前記接続部材の一端側は前記第一のケースと接続され、前記接続部材の他端側は前記第二のケースと接続され、
前記接続部材が破断した場合に、前記電池セル群の電気的接続を遮断する検知回路を有することを特徴とする電池モジュール。
【請求項９】
複数のラミネート型リチウムイオン電池セルが積層されてなる電池セル群と、
前記電池セル群を収納するケースと、
接続部材と、を有する電池モジュールにおいて、
前記ケースは、第一のケース部と第二のケース部からなり、当該第一のケース部と当該第二のケース部とは前記電池セル群を挟み込んで互いに接続され、
前記第一のケース部には第一の固定部が設けられ、
前記第二のケース部には第二の固定部が設けられ、
前記第一の固定部及び前記第二の固定部には前記接続部材が固定され、
前記第一の固定部が破断した場合に、前記電池セル群の電気的接続を遮断する検知回路を有することを特徴とする電池モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の電池モジュールにおいて、
前記第一の固定部は、肉厚部と肉薄部を有し、前記肉薄部の両端に前記肉厚部が設けられていることを特徴とする電池モジュール。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の電池モジュールを複数有する電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネート型リチウムイオン電池を用いた電池モジュール、及びそれを用いた電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池システムは、自然エネルギーを利用して発電した電力の蓄電や、施設のバックアップ電源などに利用されている。従来、このような大型の電池システムは鉛蓄電池で構築されていたが、近年の省スペース化の要求や、鉛フリー化の要求から、当該電池システムにリチウムイオン二次電池を用いた大型電池システムの開発が進んでいる。
【０００３】
このリチウムイオン二次電池には、捲回型や、ラミネートセル型など様々な種類の形態がある。例えば、ラミネートセル型のリチウムイオン電池は、正負の電極板が交互に積層された積層体と、この積層体を収容するセルフィルムと、セルフィルム内部に充填された電解液などによって構成されて一単位の電池セルとなっている。この電池セルは、一般的に、複数個組み合わせてモジュールケース内に収納され、電池モジュールとして使用することになる。
【０００４】
このラミネート型リチウムイオン電池は、放熱性が良いことから長期間の使用に向く一方で、過剰な充放電を行うと、その充電状態によって内部の積層体が膨張してセルが膨張してしまう可能性がある。また、電池セルの内部温度が上昇した場合には、電解液が気化することにより内圧が上昇し、この場合にもセルが膨張する可能性がある。セルが異常に膨張するとセルが開裂して電解液が漏洩して発火現象に至る危険性がある。従って、上述したような電池セルの異常を検知して事前に対策可能としておくことが必要とされている。
【０００５】
このような電池セルの異常を検知する手段として、特許文献１には、電池セルとモジュールケースの間にセンサを設け、当該センサからの情報により電池セルが一定以上膨張したと判断された場合、セルと外部回路を遮断することによって、電池セルの破裂を防止する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９８５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の発明では、センサによりセルの膨張を測定することができるが、センサの誤差やセルの状態のばらつきにより、セルの異常膨張を確実に検知することが出来ないという課題がある。また、近年、セルの大容量化に伴いセルが大きくなるため、センサの測定位置と危険な膨張を示すセルの位置が一致しなくなるという課題もある。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、電池セルの状態にばらつきがあったとしても、電池セルの異常膨張を確実に検知することを可能としたリチウムイオン電池モジュール、及びこれを用いた電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明に係る電池モジュールは、複数のラミネート型リチウムイオン電池セルが積層されてなる電池セル群と、前記電池セル群を収納するケースと、接続部材と、を有し、前記ケースは、第一のケース部と第二のケース部からなり、当該第一のケース部と当該第二のケース部とは前記電池セル群を挟み込んで互いに接続され、前記第一のケース部には第一の固定部が設けられ、前記第二のケース部には第二の固定部が設けられ、前記第一の固定部及び前記第二の固定部には前記接続部材が固定され、前記接続部材が破断した場合に、前記電池セル群の電気的接続を遮断する検知回路を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電池セルの状態にばらつきがあったとしても、電池セルの異常膨張を確実に検知することを可能としたリチウムイオン電池モジュール、及びこれを用いた電池システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電池モジュールの分解斜視図である。
【図２】電池モジュールの斜視図である。
【図３】第一の実施形態に係る接続部材３０３ａの詳細を示す図である。
【図４】ラミネート電池セル集合体の詳細を示す図である。
【図５】図２に記載の電池モジュールのＡ−Ａ断面の図、及び当該電池モジュールの周辺回路を示す図である。
【図６】第二の実施形態に係る接続部材３０３ｂの詳細を示す図である。
【図７】第三の実施形態に係る留め金３４４の詳細を示す図である。
【図８】第三の実施形態に係る接続部材３０３ｃの詳細を示す図である。
【図９】第三の実施形態に係る電池モジュールの図、及び当該電池モジュールの周辺回路を示す図である。
【図１０】第四の実施形態に係る電池モジュールの図、及び当該電池モジュールの周辺回路を示す図である。
【図１１】第五の実施形態に係る電池モジュールの図、及び当該電池モジュールの周辺回路を示す図である。
【図１２】第六の実施形態に係る電池モジュールの図、及び当該電池モジュールの周辺回路を示す図である。
【図１３】第七の実施形態に係る電池システムを示す図である。
【図１４】第八の実施形態に係る風力発電システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第一の実施形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。まずはじめに、図１及び図２を用いて、本発明に係る電池モジュール３００について説明する。図１は、本発明に係る電池モジュール３００の分解斜視図である。電池モジュール３００は、ケース３０２と、ケース３０２内に収納されるラミネート電池集合体３０１、当該ラミネート電池集合体３０１から電力を出力するための出力端子３２４を有する。ケース３０２は、ケース上蓋３０２ａ、ケース下蓋３０２ｂから構成され、当該ケース上蓋３０２ａ、及びケース下蓋３０２ｂは図１に示すように、ラミネート電池集合体３０１を構成するラミネート電池セル３１３の積層方向から挟み込むように配置されて、当該ラミネート電池集合体３０１と密着している。このケース上蓋３０２ａ、及びケース下蓋３０２ｂにはそれぞれ、本発明の特徴となる接続部材３０３を固定するための留め金３０４（３０４ａ、３０４ｂ）を一つの面に有している。
【００１３】
さらに、ケース上蓋３０２ａの留め金３０４ａが設けられている面には正極側出力端子３２４ａ、ケース上蓋３０２ｂの留め金３０４ｂが設けられている面には負極側出力端子３２４ｂが設けられている。この正極側出力端子３２４ａには、ラミネート電池セル３１３の正極側電極３４０ａが、配線、もしくはコネクタを介して接続され、負極側出力端子３２４ｂには、ラミネート電池セル３１３の負極側電極３４０ｂが、配線、もしくはコネクタを介して接続される。また、ケース３０２には開口部３２３が形成され、ラミネート電池セル３１３が膨張したときに発生するガスを逃がしやすい構造となっている。
【００１４】
図２には、留め金３０４ａ、３０４ｂに接続部材３０３が接続された電池モジュール３００の斜視図を示す。留め金３０４ａおよび３０４ｂは、接続部材３０３がセル積層方向の膨張に応じて破断するように、互いにセル積層方向に並ぶように配置される。さらに、正極側出力端子３２４ａと負極側出力端子３２４ｂは、留め金３０４ａ及び３０４ｂをラミネート電池セル３１３の積層方向から挟み込むような位置に配置される。このように配置することによって、接続部材３０３が破断してもスイッチ素子３０５、３１５が開放されないなどの不具合があった場合でも、正極側出力端子３２４ａと正極側電極３４０ａとの接続、又は負極側出力端子３２４ｂと負極側電極３４０ｂとの接続を、セルの膨張によって確実に断つことが可能となる。従って、後述する他の充放電機器との接続を断つことが可能となるため、セルの膨張を止めることができる。
【００１５】
続いて、図３を用いて接続部材３０３の形状について説明する。本実施形態では接続部材として、接続部材３０３ａの形状をしたものを用いる。接続部材３０３ａは、幅広部３１２ａ、３１２ｂ（３１２）と、幅狭部３１４を有する。幅広部３１２ａ、３１２ｂには、留め金３０４ａおよび３０４ｂと接続するための留め金接続穴３５４ａ、３５４ｂ（３５４）を有しており、留め金３０４ａおよび３０４ｂがそれぞれ当該留め金接続穴３５４ａおよび３５４ｂに嵌めあわされて固定される。
【００１６】
また、幅広部３１２ａと幅広部３１２ｂとの間には幅狭部３１４が形成されている。この幅狭部３１４は、セルが膨張して所定値以上の応力が接続部材３０３ａに加わった場合に、破断される幅になっている。例えば本実施例だと、幅広部の幅を１０mmとし、幅狭部３１４の幅を幅広部３１２に対して２割程度の厚さとすれば、膨張初期に発生する応力で破断されることとなり、セルが膨張初期であったとしても破断することが可能となる。接続部材３０３をこのような構成にすることによって、後述する膨張検知回路３１６を用いてセルの異常を確実に検知することが可能となる。
【００１７】
なお、この接続部材３０３ａの材質としては、金属、特に銅やアルミニウムなどが用いられる。また、幅広部３１２には膨張時に破断されにくい金属、幅狭部３１４には膨張時に破断されやすい金属を用いても良い。このようにすれば、セルの膨張初期の変化によって接続部材３０３ａを破断させることが可能となり、信頼性が向上する。
【００１８】
続いて、図４を用いて、ラミネート電池の集合体３０１の具体的な接続について説明する。ラミネート電池の集合体３０１は、複数のラミネート電池セル３１３が積層されて構成される。なお、ここでは説明を簡単にするため、ラミネート電池セル３１３の枚数を３枚としているが、枚数については特に制限が無い点については言うまでもない。
【００１９】
本実施形態では、ラミネート電池セル３１３の正極側電極３４０ａ及び負極側電極３４０ｂがそれぞれ交互になるように配置されている。このようにラミネート電池セル３１３を積層させることによって、積層させたらラミネート電池セルを直列に接続する際に、図示するように接続金具３１１を単純に縦に接続して電池モジュールを作成することが可能となる。なお、この接続金具３１１と正極側電極３４０ａ、及び接続金具３１１と負極側電極３４０ｂとの接続は、カシメによる接続、溶接等接続手段については問わない。また、ラミネート電池セルの積層のさせ方については、必ずしも正極側電極３４０ａ及び負極側電極３４０ｂがそれぞれ交互になるように配置する必要が無いのは言うまでもない。
【００２０】
直列接続されたラミネート電池セルの末端の正極側電極３４０ａは、接続配線３３７を介して前述した正極側出力端子３２４ａに接続され、直列接続されたラミネート電池セルの末端の負極側電極３４０ｂは、接続配線３３８を介して前述した負極側出力端子３２４ｂに接続される。なお、この接続配線３３７、３３８の長さは、セルが所定量以上膨らんだときに、確実に当該接続配線と出力端子３２４との接続を切断できる長さにするのが好ましい。一例としては、ラミネート電池の集合体が１０％膨張した際に確実に接続配線３３７、３３８が切断される長さにすると良い。
【００２１】
このような構成にすることによって、接続部材３０３が破断してもスイッチ素子が開放されないなどの不具合があった場合でも、正極側出力端子３２４ａと正極側電極３４０ａとの接続、又は負極側出力端子３２４ｂと負極側電極３４０ｂとの接続を、セルの膨張によって確実に断つことが可能となる。
【００２２】
図５には、図２の電池モジュール３００をＡ−Ａ断面で切断して、さらに他の回路構成を図示したものである。電池モジュール３００に設けられた正極出力端子３２４ａは、正極側接続ケーブル３０７を介して他の充放電機器と電気的に接続される。また、電池モジュール３００に設けられた負極出力端子３２４ｂも同様に、負極側接続ケーブル３０８を介して他の充放電機器と接続される。
【００２３】
また、正極出力端子３２４ａと他の機器との間にはスイッチ素子３０５が設けられている。このスイッチ素子３０５は、機械スイッチであっても、ＩＧＢＴのようなスイッチ素子であってもよい。また本実施形態では、スイッチ素子３０５は正極出力端子３２４ａ側に接続されているが、負極出力端子３２４ｂ側に接続されていても良い。なお、スイッチ素子３０５は、後述する膨張検知回路３０６によって制御される。
【００２４】
続いて、膨張検知回路３０６について説明する。この膨張検知回路３０６は、接続部材３０３と検知線３６０を介して接続され、閉回路を形成している。この閉回路に対しては、膨張検知回路３０６から微小な電流を流しており、さらに当該膨張検知回路３０６は、この閉回路に流れる電流が遮断されていないか、図示しない電流検知回路で確認している。もし、電流が流れていない場合には、膨張検知回路３０６は、セルの膨張によって接続部材３０３が破断し、閉回路が開回路状態となっていると判断し、スイッチ素子３０５が開状態になるように制御する。このようにすることによって、セルが膨張したとしても、確実に電池モジュール３００と他の充放電機器との接続を切ることが可能となるため、他の充放電機器から電池モジュール３００に充電されることがなくなり、セルの膨張を止めることが可能となる。なお、接続部材３０３が破断しているか破断していないかの判断は、所定の電流値を定め、そこから所定量以上電流値が変化した場合を破断としても良い。
【００２５】
閉回路へ流れる電流が遮断されていないかの確認は、接続部材３０３の両端間の電圧を測定することでも可能である。例えば、接続部材３０３の両端間の電圧が異常に高くなった場合に、膨張検知回路３０６は、セルの膨張によって接続部材３０３が破断し、閉回路が開回路状態となっていると判断し、スイッチ素子３０５が開状態になるように制御してもよい。
【００２６】
なお、膨張検知回路３０６は、各電池モジュール３００ごとに設けられていても良いし、後述するモジュール制御装置１３０内に構成されていてもよい。膨張検知回路３０６が各電池モジュール３００ごとに設けられている場合には、一度モジュール制御装置１３０を介さない分、遮断までに時間が早くなるという利点がある。一方で、膨張検知回路３０６がモジュール制御装置１３０内に構成されている場合には、各電池モジュール３００ごとに膨張検知回路３０６を設ける必要が無くなるため、部品点数を増やすことなく電池システム全体としての安全性を向上させることができる。
【００２７】
以上、上述したように本発明では、ラミネート電池セル３１３がケース３０２に密着しているため、電池セルの状態にばらつきがあったとしても、ケース３０２にラミネート電池セル３１３の膨張の変化を直接伝えることができる。従って、当該ケース３０２に設けられた留め金３０４にも直接膨張の変化が伝わり、上述した構成によって確実に接合部材３０３を破断させることができ、セルの膨張検知が可能となる。また、セルの膨張を検知した際に電池モジュール３００を他の充放電機器との接続を切ることができるので、他の機器から電力が流れ込むことによる電池セルの膨張を抑制することができる。
【００２８】
（第二の実施形態）
第二の実施形態に係る接続部材を図６に示す。第二の実施形態で、第一の実施形態と異なる点は接続部材３０３の形状である。本実施形態の接続部材３０３ｂは幅狭部３１４が無く、接続部材３０３ｂの幅は一定であるが、留め金接続穴３５５ａ、３５５ｂ（３５５）が設けられている位置が第一の実施形態と異なる。本実施形態では、留め金接続穴３５５ａと接続部材３０３ｂの端部までの距離Ｌ１が、留め金接続穴３５５ｂと接続部材３０３ｂの端部までの距離Ｌ２よりも短くなっている。このように構成することによって、接続部材３０３に特殊な加工をしなくても、セルが所定量以上膨張した場合に、確実に接続部材３０３ｂを破断させることが可能となる。
【００２９】
従って、本実施形態の構成を取ることによって、製造を容易にしつつも、確実にセルの膨張を検知することが可能な電池モジュールを提供することが可能となる。
【００３０】
（第三の実施形態）
第三の実施形態に係る電池モジュールを図７、図８、及び図９を用いて説明する。なお、第一の実施形態と同様の構成については、第一の実施形態で用いた図面番号と同様の番号を用いている。第三の実施形態で、第一の実施形態と大きく異なる点は、留め金３４４ａ、３４４ｂ（３４４）の構造である。具体的な留め金３４４の構造を図７に示す。本実施形態では、留め金３４４に肉厚部３４５と、肉薄部３４６を設けている点である。留め金３４４は、肉薄部３４６の両端に肉厚部３４５が配置されるような形となっている。
【００３１】
この留め金３４４を用いた電池モジュール３７０の構成を図９に示す。留め金３４４を用いることに伴って、検知線３６１の構成が第一の実施形態と代わっている。本実施形態では、第一の実施形態留め金３４４ａの両端に検知線３６１が接続されている。このような構成にすることによって、接続部材３０３ｃに電流を流す必要が無くなるため、当該接続部材３０３ｃに金属以外の材料を使用することも可能となる。
【００３２】
さらに、本実施形態ではより確実に留め金３４４を切断することができるようにするため、２つある留め金のうち、検知線３６１が接続されている方にのみ留め金３４４を用いて、他方側の留め金は第一の実施形態と同様の留め金３０４を用いている。このような構成にすることによって、セルが膨張した場合、より確実に留め金３４４を破断させることが可能となる。従って、電池セルの膨張を確実に検知することが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態で用いられる接続部材３０３ｃを図８に示す。本実施形態では、確実に留め金３４４を破断させる必要があるため、接続部材が破断しにくい構造にする必要がある。そこで本実施形態では、留め金接続穴３５６ａと接続部材３０３ｃの端部との距離Ｌ３と、留め金接続穴３５６ｂと接続部材３０３ｃの端部との距離Ｌ４とを略同一としている。接続部材３０３ｃをこのような構成にした上で、さらに一方側に留め金３０４を、他方側に留め金３４４を接続した場合に確実に留め金３４４を破断させることが可能となる。なお、留め金３４４の材料に破断しやすい材料を用いると、より確実に留め金３４４の破断をさせることができ、電池セルの膨張検知の信頼性が向上する。
【００３４】
なお、上述した第一の実施形態から第三の実施形態では、部材として図３、図６、図８に示すような接続部材３０３を用いたが、当該接続部材３０３に歪センサを設けても良いし、当該接続部材３０３の代わりにバネを用いても同様の効果を得ることが可能である。
【００３５】
（第四の実施形態）
第四の実施形態に係る電池モジュール３８０を、図１０に示す。なお、第一の実施形態と同様の構成については、第一の実施形態で用いた図面番号と同様の番号を用いている。第四の実施形態で、第一の実施形態と異なる点は、ケースに開口部が無く、当該ケースに直接接続部材３０３ａを接続させている点である。
【００３６】
本実施形態では、開口部３２３が無いケース３２２を用いている。ケース３２２は、第一の実施形態のケース３０２と同様に、ケース上蓋３２２ａ、及びケース下蓋３２２ｂで構成されている。当該ケース３２２のケース上蓋３２２ａとケース下蓋３２２ｂに跨るように接続部材３０３ａが配置され、ケース３２２と接続部材３０３ａが直接接続されている。このような構成にすることによって、セルの膨張の影響を直接接続部材に伝えることが可能となるため、膨張初期であったとしても確実にセルの膨張を検知することが可能となる。また、留め金３０４を設ける必要がなくなり、生産性も向上する。
【００３７】
（第五の実施形態）
第五の実施形態に係る電池モジュール３９０を、図１１に示す。なお、第一の実施形態と同様の構成については、第一の実施形態で用いた図面番号と同様の番号を用いている。第五の実施形態で、第一の実施形態と異なる点は、接続部材３０３を用いていない点である。
【００３８】
本実施形態では、正極側接続ケーブル３０７を留め金３０４ａおよび３０４ｂに通して、さらに当該正極側接続ケーブル３０７を留め金３０４ａおよび３０４ｂに固定している。このような構成にすることによって、膨張検知回路３０６やスイッチ素子３０５が無くとも、セルが膨張した際に他の充放電機器と電池モジュール３９０との接続を断つことが可能となる。
【００３９】
従って、部品点数を削減しつつも、セル膨張時に確実に電池モジュール３８０を回路から切り離すことが可能となり、信頼性が向上する。また、留め金３０４を設ける必要がなくなり、生産性も向上する。
【００４０】
なお、本実施形態では正極側接続ケーブル３０７を留め金３０４ａ及び３０４ｂに通して固定しているが、負極側接続ケーブル３０８を留め金３０４ａ及び３０４ｂに通して固定する構成としても良い。
【００４１】
（第六の実施形態）
第六の実施形態に係る電池モジュール３００を図１２に示す。なお、第一の実施形態と同様の構成については、第一の実施形態で用いた図面番号と同様の番号を用いている。第六の実施形態で、第一の実施形態と異なる点は、複数の電池モジュール３００の膨張検知を一つの共通の膨張検知回路で行っている点である。
【００４２】
本実施形態では、複数の電池モジュール３００が直列に接続された構成となっており、最も高電位側の電池モジュール３００の正極側にスイッチ素子３１５が設けられている。検知線３６２は、２つの電池モジュール３００の接続部材３０３に接続されて閉回路を構成しており、当該閉回路には、１つの膨張検知回路３１６が設けられている。
【００４３】
この閉回路に対しては、膨張検知回路３１６から微小な電流を流している。また当該膨張検知回路３１６は、この閉回路に流れる電流が遮断されていないか、図示しない電流検知回路で確認している。もし、電流が流れていない場合には、膨張検知回路３１６は、セルの膨張によって接続部材３０３が破断し、閉回路が開回路状態となっていると判断し、スイッチ素子３１５が開状態になるように制御する。このようにすることによって、セルが膨張したとしても、確実に電池モジュール３００と他の充放電機器との接続を切ることが可能となるため、他の充放電機器から電池モジュール３００に充電されることがなくなり、セルの膨張を止めることが可能となる。
【００４４】
また、閉回路へ流れる電流が遮断されていないかの確認は、２つの電池モジュール３００における接続部材３０３の両端間電圧を測定することでも可能である。例えば、接続部材３０３の両端間電圧が異常に高くなった場合に、膨張検知回路３１６は、セルの膨張によって接続部材３０３が破断し、閉回路が開回路状態となっていると判断し、スイッチ素子３１５が開状態になるように制御する。
【００４５】
なお、本実施形態では、簡単のため２つの電池モジュール３００が直列に接続された場合について説明したが、２つ以上の電池モジュール３００が接続された場合であっても、当該複数の電池モジュール３００に対して１つの膨張検知回路３１６で対応可能なのは言うまでもない。
【００４６】
このように構成することによって、複数の電池モジュール３００が直列に接続されている場合であっても、いずれかの電池モジュール３００が膨張した場合に、確実に電池モジュール３００の直列体と充放電機器との接続を断つことができるので、確実に電池モジュール３００の膨張を防止することが可能となる。
【００４７】
（第七の実施形態）
第七の実施形態に係る電池システム１００を図１３に示す。本実施形態は、第一の実施形態から第六の実施形態の電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）を一つの電池パック１００としたものである。
【００４８】
本発明にかかる電池パック１００を図１３に示す。電池パック１００は、複数の電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）と、当該電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）を搭載するモジュール搭載台１２０、当該複数の電池モジュールの電池情報（電流、電圧、温度、充電状態（ＳＯＣ））を収集するモジュール制御装置１３０を有する。なお、当該モジュール制御装置１３０は、前述したスイッチ素子３０５、３１５の制御も行っている。また、このモジュール制御装置１３０内に膨張検知回路３０６、３１６が設けられている場合には、いずれかの電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）で膨張が検知された場合に、スイッチ素子３０５、３１５の開放も行う。これらの電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）、電池モジュール搭載台１２０、モジュール制御装置１３０がラック１１０内に収納され電池パック１００となる。
【００４９】
複数の電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）は、図示するように互いに隙間をあけて配置されることによって、電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）の変形が容易になるため、膨張初期であったとしても、確実に電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）の膨張を検知することが可能となる。なお、複数の電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）を密着させて配置する場合には、電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）の変形が隣接する電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）によって、若干抑制されるが、隣接している電池モジュール３００（３７０、３８０、３９０）と密接している分、放熱性が向上し、事前に発熱によるセルの膨張を抑制することが可能となる。
【００５０】
（第八の実施形態）
第八の実施形態に係る電池システム１００を図１３に示す。本実施形態は、第七の実施形態の電池パック１００を複数用いて電池ブロック２３０としたものである。風力発電システム２００は、風力発電装置２１０、交流系統出力２２０、電池ブロック２３０を有している。電池ブロック２３０は、複数の電池パック１００が直列または並列に接続されたもので、交流系統出力から求められる電力よりも発電電力の方が過剰な場合には、当該電池ブロック２３０で過剰な電力を充電して吸収し、逆に交流系統出力から求められる電力よりも発電電力の方が少ない場合には、当該電池ブロック２３０に充電された電力を放電するという構成になっている。
【００５１】
なお、本実施形態は、あくまで発電システムに電池ブロック２３０を併設した場合の一例であり、風力発電以外にも、太陽光発電などにも使用できる。また、発電システムに限らず、当該電池ブロック２３０は無停電電源装置としても利用可能である。
【００５２】
以上、上述したように、本発明を用いれば、確実にセルの膨張を検知して、電池モジュールと他の充放電機器との接続を遮断することが可能となり、電池セルの状態にばらつきがあったとしても、電池セルの異常膨張を確実に検知することを可能としたリチウムイオン電池モジュール、及びこれを用いた電池システムを提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
３００  電池モジュール
３０２  ケース
３０３  接続部材
３０４  留め金
３１３  ラミネート電池セル
３２３  開口部
３２４  出力端子
【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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