特許 6981813 蓄電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981813

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】蓄電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/48 20060101AFI20211206BHJP

   H01M 50/581 20210101ALI20211206BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20211206BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/48 301

   H01M50/581

   H02H7/18

   H02J7/00 S

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-164570(P2017-164570)

(22)【出願日】2017年8月29日

(65)【公開番号】特開2019-46536(P2019-46536A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2020年5月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179969

【弁理士】

【氏名又は名称】駒井 慎二

(74)【代理人】

【識別番号】100173532

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 彰文

(72)【発明者】

【氏名】中山 聖英

【審査官】 大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１１３５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８９９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０２４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３２６６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３１８５８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１７３２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５７２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０６９０６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ ５０／５８１

Ｈ０１Ｍ ５０／２０−５０／２９８

Ｈ０２Ｈ ７／１８

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

屋内に設置される蓄電池モジュールであって、
少なくとも１つの蓄電池セルと、
該蓄電池セルに設けられ、前記蓄電池セルへの給電または前記蓄電池セルからの送電を制限する通電制限機能を有する制限素子とを備え、
前記蓄電池セルは、シート状をなし、その平面視での中央部が、前記蓄電池セルの中で温度変化が大きい部分であり、
前記少なくとも１つの蓄電池セルは、互いに隣り合う２つの前記蓄電池セルを含み、
前記制限素子は、前記蓄電池セルの前記中央部に接触して設けられており、該中央部での前記温度変化によって前記制限素子自身の温度が所定の温度となったことを検出する温度検出機能を有し、該温度検出機能で前記所定の温度を検出した際、前記通電制限機能が働き、
前記２つの蓄電池セルのうちの、一方の蓄電池セルに設けられた前記制限素子は、該一方の蓄電池セルに対して接し、他方の蓄電池セルに対して離間しており、
前記他方の蓄電池セルに設けられた前記制限素子は、該他方の蓄電池セルに対して接し、前記一方の蓄電池セルに対して離間することを特徴とする蓄電池モジュール。

【請求項2】

前記２つの前記蓄電池セルは、配線を介して電気的に接続されており、
前記制限素子は、前記配線の途中に電気的に接続されている請求項１に記載の蓄電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の蓄電池セルを接続してモジュール化した蓄電池モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような蓄電池モジュールは、一般に、保護回路と組み合わせて使用される。この保護回路は、例えば、特許文献１に記載されているように、蓄電池モジュールの充電および放電を制御する機能、蓄電池モジュールの充電状態を監視する機能、蓄電池モジュールの異常の有無を監視する機能等を備えている。

【0003】

特許文献１に記載された蓄電池モジュールでは、保護回路に含まれる温度センサーにより蓄電池モジュールの温度を監視し、蓄電池モジュールが異常温度となったときに、蓄電池モジュールの充電および放電を停止させる。しかしながら、従来の蓄電池モジュールは、屋外に設置することを前提として設計され、蓄電池モジュールの温度を外気温をも考慮して蓄電池モジュールの温度を広範囲に監視している。このため、保護回路の回路構成が複雑となるという課題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７−５０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、回路構成を簡単化することができる蓄電池モジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このような目的は、下記の（１），（２）の本発明により達成される。
（１）屋内に設置される蓄電池モジュールであって、
少なくとも１つの蓄電池セルと、
該蓄電池セルに設けられ、前記蓄電池セルへの給電または前記蓄電池セルからの送電を制限する通電制限機能を有する制限素子とを備え、
前記蓄電池セルは、シート状をなし、その平面視での中央部が、前記蓄電池セルの中で温度変化が大きい部分であり、
前記少なくとも１つの蓄電池セルは、互いに隣り合う２つの前記蓄電池セルを含み、
前記制限素子は、前記蓄電池セルの前記中央部に接触して設けられており、該中央部での前記温度変化によって前記制限素子自身の温度が所定の温度となったことを検出する温度検出機能を有し、該温度検出機能で前記所定の温度を検出した際、前記通電制限機能が働き、
前記２つの蓄電池セルのうちの、一方の蓄電池セルに設けられた前記制限素子は、該一方の蓄電池セルに対して接し、他方の蓄電池セルに対して離間しており、
前記他方の蓄電池セルに設けられた前記制限素子は、該他方の蓄電池セルに対して接し、前記一方の蓄電池セルに対して離間することを特徴とする蓄電池モジュール。

【0008】

（２）前記２つの前記蓄電池セルは、配線を介して電気的に接続されており、
前記制限素子は、前記配線の途中に電気的に接続されている上記（１）に記載の蓄電池モジュール。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、蓄電池セルが過昇温したとき、制限素子が蓄電池セルへの給電または蓄電池セルからの送電を制限する（通電を停止または減少させる）ことで、事故等を未然に防止することができる。特に、制限素子は、蓄電池セルに設けられているため、蓄電池セルの温度変化に対する応答性に優れ、蓄電池セルが過昇温したときに迅速かつ的確な作動（前述した給電または送電の制限）が可能である。そのため、本発明の蓄電池モジュールは、極めて高い信頼性で、蓄電池セルの過昇温による事故等を防止することができる。

【0017】

また、本発明の蓄電池モジュールは、屋内に設置されるため、蓄電池セルの温度が環境温度の影響を受けない。したがって、このような制限素子を用いることで、蓄電池セルの過昇温を検出するために広範囲の温度検出や複雑な演算処理を行う必要がなく、回路構成を簡単化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の蓄電池モジュールを備える蓄電池ユニットを示す分解斜視図である。

【図2】本発明の蓄電池モジュールの斜視図である。

【図3】蓄電池本体の分解斜視図である。

【図4】第１実施形態に係る蓄電池ユニットの制御系を示すブロック図である。

【図5】第２実施形態に係る蓄電池ユニットの制御系を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の蓄電池モジュールについて、添付図面に示す好適実施形態に基づいて説明する。

【0020】

図１は、本発明の蓄電池モジュールを備える蓄電池ユニットを示す分解斜視図、図２は、蓄電池モジュールの斜視図、図３は、蓄電池本体の分解斜視図である。

【0021】

なお、各図では、その特徴を判り易くするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は、実際とは異なる場合がある。また、以下に例示される材料、寸法等は一例であって、本発明は、それらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0022】

以下では、説明の都合上、図１〜図３中の右側を「前側」または「前方」と、左側を「後側」または「後方」と言う。また、図１〜図３中の上側を「上側」または「上方」と、上側を「下側」または「下方」と言う。

【0023】

図１に示す蓄電池ユニット１００は、複数の蓄電池モジュール１と、複数の蓄電池モジュール１を制御する制御モジュール１０と、複数の蓄電池モジュール１および制御モジュール１０を積み重ねた状態で収納可能な筐体２０とを有している。

【0024】

各蓄電池モジュール１は、図２に示すように、積層部２と電気接続部３とを備える蓄電池本体４と、蓄電池本体４の側部に設けられた一対のブラケット部材５とを有しており、２つのハンドル６が一対のブラケット部材５に着脱自在に取付可能となっている。

【0025】

図３に示すように、積層部２は、複数のシート状の蓄電池セル２１を備え、２つの蓄電池セル２１が１つの枠状の支持枠２２内に収納されている。各蓄電池セル２１は、例えば、リチウムイオン二次電池で構成することができる。

【0026】

また、積層部２は、その最上部に配置された天板２３と、最下部に配置された底板２４とを備えている。
すなわち、本実施形態の積層部２は、底板２４、２つの蓄電池セル２１を収納した複数の支持枠２２および天板２３が、この順で積層されて構成されている。

【0027】

支持枠２２、天板２３および底板２４は、それぞれ比較的硬質の樹脂材料で構成されている。かかる樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート、ＡＢＳ等が挙げられる。
また、積層部２を構成する各部の平面視形状は、長方形状をなしており、積層部２および蓄電池本体４の外形は、直方体状をなしている。

【0028】

図２に示すように、天板２３の上面には、その長手方向に沿って並ぶ複数の円環状の凸部（第１の係合部）２３１が形成され、一方、底板２４の下面には、図示しないが、凸部２３１に対応して、その長手方向に沿って並ぶ複数の円環状の凸部（第２の係合部）が形成されている。これらの凸部は、複数の蓄電池モジュール１を積み重ねた際に、一方の凸部が対応する凸部の内側に挿入され、これらが係合する。これにより、上下２つの蓄電池モジュール１が位置決めされる。

【0029】

また、この状態で、上下２つの蓄電池モジュール１の間には隙間が形成される。このため、蓄電池本体４（蓄電池セル２１）が発熱しても、その熱が蓄電池モジュール１同士の間に滞留することなく、これらの間の隙間を介して効率よく排出される。これにより、蓄電池モジュール１が蓄熱し、誤作動すること等を防止することができる。

【0030】

なお、前述した天板２３および底板２４に形成されている凸部（第１、第２の係合部）の形状は、円環状に限らず、例えば、楕円環状、三角環状、四角環状、六角環状、星環状等であってもよく、また、これらの凸部の形状は、互いに同じ（相似形）であってもよいが、互いに異なっていてもよい。

【0031】

また、第１の係合部と第２の係合部とは、それぞれ１つのみ設けるようにしてもよいが、複数個設けることにより、蓄電池モジュール１同士の前後および左右の位置決めをより正確に行うことができる。

【0032】

なお、これらの凸部（第１、第２の係合部）は、必要に応じて設ければよく、省略することができ、この場合、例えば、ネジ止め等により蓄電池モジュール１同士の位置決め（固定）を行えばよい。また、蓄電池モジュール１同士の間に隙間を形成する目的のみであれば、これらの凸部同士が係合していなくてもよいし、第１、第２の係合部のうちのいずれか一方を省略してもよいし、第１、第２係合部の双方を省略し、蓄電池モジュール１同士の間に天板２３および底板２４とは別体のスペーサーを配置してもよい。

【0033】

各蓄電池セル２１は、図３に示すように、その前方および後方に設けられた一対の端子用タブ２１１を備えている。積層部２の組立状態において、複数の端子用タブ２１１は、積層部２から突出している。

【0034】

各蓄電池セル２１の上面には、制限素子２５が設けられている。この制限素子２５は、自身の温度が所定の温度となったとき、蓄電池セル２１への給電または蓄電池セル２１からの送電を制限（通電を停止または減少させる）する機能を有する。これにより、蓄電池セル２１が故障、誤作動等により過昇温したとき、蓄電池セル２１への給電または蓄電池セル２１からの送電を制限し、事故等を未然に防止することができる。なお、制限素子２５およびこれに関する事項については、後に詳述する。

【0035】

積層部２の前方端部および後方端部には、複数の端子用タブ２１１に電気的に接続されるように、電気接続部３が設けられている。また、前方の電気接続部３の前面には、ケーブルを接続するための２つのコネクタ３１、３２が設けられている。

【0036】

このような蓄電池本体４の長手方向に沿って延びている両側部には、一対のブラケット部材５が設けられている。すなわち。一対のブラケット部材５は、蓄電池本体４を介して対向配置されている。この状態で、コネクタ３１、３２は、一対のブラケット部材５同士の間で、前方に突出している。

【0037】

図２に示すように、各ブラケット部材５は、蓄電池本体４の側面、上面縁部、下面縁部、前面縁部および後面縁部を覆う枠状の本体部５１と、本体部５１の前方側の端部の上下から内側に突出する一対の板片５２と、本体部５１の後方側の端部の上下から内側に突出する一対の板片５３とを備えている。

【0038】

各板片５２、５３は、蓄電池本体４（本実施形態では、電気接続部３）に対してネジ止めされている。これにより、１対のブラケット部材５および蓄電池本体４が互いに固定され、蓄電池本体４が分解するのを阻止することができる。すなわち、積層部２と電気接続部３とが互いに分離することや、蓄電池セル２１、支持枠２２、天板２３および底板２４が互いに分離することを阻止することができる。

【0039】

なお、蓄電池本体４を構成する各部を、例えば、接着剤による接着、ネジ止め等してもよいが、一対のブラケット部材５により、蓄電池本体４の各部を一括して固定すれば、蓄電池モジュール１の構成の簡素化を図るとともに、製造コストを低減することもできる。また、蓄電池モジュール１のメンテナンスの際に、蓄電池本体４を分解することも容易になる。

【0040】

このようなブラケット部材５は、所定の形状に加工された一枚の板材を折り曲げることにより作製することができる。ブラケット部材５の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄等が挙げられる。かかる材料でブラケット部材５を構成することにより、ブラケット部材５を介した放熱効果も期待できる。

【0041】

さらに、各ブラケット部材５（本体部５１）の蓄電池本体４の上面縁部を覆う部分には、その長手方向に沿って長孔（第１の貫通孔）５１３と、この長孔５１３の近傍に小孔５１４とが形成されている。各ブラケット部材５では、長孔５１３と小孔５１４との組が前後２組設けられている。なお、前側の組と後側の組とでは、長孔５１３と小孔５１４との位置関係が逆転している。

【0042】

これらの長孔５１３および小孔５１４が、ブラケット部材５にハンドル６を着脱自在に取り付けるための取付部を構成している。
各ハンドル６は、図２に示すように、手を掛ける帯状の把持部６１と、把持部６１の両端から下方に延びる一対の脚部６２と、下端部（把持部６１と反対側の端部）に設けられたＵ字状をなすフック部６３とを備えている。

【0043】

このようなハンドル６は、所定の形状に加工された一枚の板材を折り曲げることにより作製することができる。ハンドル６の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄等が挙げられる。

【0044】

ブラケット部材５の長孔５１３は、ハンドル６のフック部６３を通過可能な大きさを有している。また、小孔５１４は、フック部６３の先端を挿入して係止可能な大きさを有している。

【0045】

このため、ハンドル６の各フック部６３を一対のブラケット部材５の対応する長孔５１３に挿通し、ハンドル６を蓄電池モジュール１に対して前方または後方に若干スライドさせた後、各フック部６３の先端が小孔５１４に挿入されるように、ハンドル６を蓄電池モジュール１から離間させることにより、ハンドル６の一端部が一方のブラケット部材５に、その他端部が他方のブラケット部材５に取り付けられる。これにより、図２の前方に示すように、蓄電池モジュール１は、ハンドル６を取り付けた取付状態となる。

【0046】

このように、ハンドル６を蓄電池モジュール１に取り付けることにより、蓄電池モジュール１の移動作業や設置作業を、特に狭小スペースであっても、人手により容易に行うことができる。また、ハンドル６は、蓄電池モジュール１から取り外すこともできるため、複数の蓄電池モジュール１を積み重ねて設置する場合でも、蓄電池ユニット１００の大きさが増大することを防止することもできる。また、ハンドル６は、ブラケット部材５に対する姿勢が変更可能であり、筐体２０内のデッドスペースを有効利用して筐体２０内に収めることができる。

【0047】

以上説明したような蓄電池モジュール１が複数個積み重ねられた状態で、筐体２０に収納される。このため、蓄電池モジュール１の設置数を変更することにより、蓄電池ユニット１００の電池容量を調節することができる。
なお、図１に示す構成では、筐体２０の紙面手前側に２段、紙面奥側に３段で、蓄電池モジュール１を積み重ねて配置するようになっている。

【0048】

筐体２０は、図１に示すように、上部開口２０１ａを備える本体部２０１と、上部開口２０１ａを塞ぐようにして本体部２０１に着脱自在に固定される蓋部２０２とを備えている。

【0049】

また、筐体２０の底部内面には、前述した蓄電池モジュール１の下面に形成された図示しない凸部（第２の係合部）が挿入されることにより係合可能な凹部（第３の係合部）２０１２が設けられている。これにより、最も下側に位置する蓄電池モジュール１を、筐体２０（本体部２０１）に対して位置決めすることができる。
なお、凹部２０１２（第３の係合部）の形状および大きさは、蓄電池モジュール１の下面に形成された図示しない凸部（第２の係合部）の形状および大きさに応じて決められるものであり、図示の形状および大きさに限定されず、例えば、第３の係合部は、凹部２０１２に代えて、凸部２３１と同様の構成の円環状の凸部や、下面に形成された凸部の内側に挿入可能（係合可能）な円柱状の凸部で構成することもできる。

【0050】

積み重ねられた複数の蓄電池モジュール１の上には、図１に示すように、固定プレート３０が配置され、固定プレート３０が、図中矢印で示すネジにより、本体部２０１にネジ止めされる。これにより、複数の蓄電池モジュール１も本体部２０１に固定される。
かかる構成によれば、蓄電池モジュール１同士をネジ止めすることなく、一括して本体部２０１（筐体２０）に固定することができるため、部品点数の削減を図ることができるとともに、蓄電池ユニット１００の設置作業をより簡略化することができる。また、固定プレート３０は、筐体２０を補強する機能も有する。

【0051】

このような固定プレート３０には、蓄電池モジュール１の凸部２３１が挿入されることにより係合可能な貫通孔（第４の係合部）３０１が設けられている。これにより、積み重ねられた複数の蓄電池モジュール１をより確実に筐体２０に固定することができる。
なお、貫通孔３０１（第４の係合部）の形状および大きさは、凸部２３１の形状および大きさに応じて決められるものであり、図示の形状および大きさに限定されず、例えば、第４の係合部は、貫通孔３０１に代えて、下面に形成された凸部と同様の構成の円環状の凸部や、凸部２３１の内側に挿入可能（係合可能）な円柱状の凸部で構成することもできる。

【0052】

また、固定プレート３０上には、制御モジュール１０が配置され、図中矢印で示すネジにより、固定プレート３０にネジ止めされる。
制御モジュール１０は、各蓄電池モジュール１に電気的に接続されており、例えば、交流電流と直流電流との電力変換を行う機能、蓄電池モジュールの異常の有無をモニターする機能、蓄電池モジュール１の充電量をモニターする機能、異常時の電力遮断機能、外部機器との通信機能等を有している。

【0053】

また、制御モジュール１０は、保護回路１０１を有しており（後述する図５および図６参照）、この保護回路１０１は、過充電時に蓄電池モジュール１への充電を停止する機能と、過放電時に蓄電池モジュール１の放電を停止する機能と、外部短絡等の大電流放電を阻止する機能とを有している。

【0054】

本体部２０１内に、複数の蓄電池モジュール１および制御モジュール１０を収納した状態で、本体部２０１の上部開口２０１ａを塞ぐように、本体部２０１に蓋部２０２が装着される。
蓋部２０２は、長方形状（上部開口２０１ａに対応した形状）の平板で構成され、四つの角部にそれぞれ貫通孔２０２１が形成されている。図中矢印で示すネジを貫通孔２０２１に挿通し、枠体２０１１のネジ穴に螺合する。これにより、蓋部２０２が本体部２０１に固定される。

【0055】

筐体２０および固定プレート３０の構成材料としては、それぞれ、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄等が挙げられる。かかる材料で筐体２０および固定プレート３０を構成することにより、これらを介した放熱効果も期待できる。

【0056】

以上のような構成の蓄電池ユニット１００が備える蓄電池モジュール１では、前述したように、各蓄電池セル２１に制限素子２５が設けられており、制限素子２５が、所定温度となったときに、蓄電池セル２１への給電または蓄電池セル２１からの送電を制限する。以下、この点について詳述する。

【0057】

＜第１実施形態＞
図４は、第１実施形態に係る蓄電池ユニットの制御系を示すブロック図である。

【0058】

図４に示すように、蓄電池ユニット１００では、各蓄電池モジュール１が制御モジュール１０に電気的に接続されている。図４では、１つの蓄電池モジュール１を代表的に図示し、他の蓄電池モジュール１の図示を省略しているが、複数の蓄電池モジュール１は、電気的に、直列または並列に接続されているか、または、直列および並列の組み合わせにより接続されている。

【0059】

各蓄電池モジュール１は、前述したように、複数の蓄電池セル２１を有しており、各蓄電池セル２１には、制限素子２５が設けられている。図４では、１つの蓄電池モジュール１が有する複数の蓄電池セル２１のうち４つの蓄電池セル２１を代表的に図示している。また、図４では、複数の蓄電池セル２１が電気的に直列に接続されている場合を図示している。なお、１つの蓄電池モジュール１が有する蓄電池セル２１の数は、少なくとも１つであればよく、図示の数に限定されず、任意である。また、複数の蓄電池セル２１は、直列に接続されている場合に限らず、並列に接続されていてもよいし、直列および並列の組み合わせにより接続されていてもよい。

【0060】

各制限素子２５は、対応する蓄電池セル２１と制御モジュール１０との間の通電経路の途中に電気的に接続されている。図４では、制限素子２５は、２つの蓄電池セル２１を接続する配線の途中に電気的に接続されている。このように、制御モジュール１０（または保護回路１０１）は、制限素子２５を介して蓄電池セル２１に電気的に接続されている。これにより、制御モジュール１０が制限素子２５と蓄電池セル２１との間に接続されている場合に比べて、蓄電池セル２１に対する通電制限を直接的に行うことができ、安全性を高めることができる。

【0061】

なお、制限素子２５の接続位置は、蓄電池セル２１と制御モジュール１０との間の通電経路の途中であれば、図示の位置（２つの蓄電池セル２１を接続する配線の途中）に限定されない。例えば、制限素子２５は、蓄電池セル２１と制御モジュール１０とを接続する配線の途中に接続されていてもよい。また、蓄電池セル２１と制御モジュール１０とを接続する配線の途中に複数の制限素子２５を接続する場合、いずれの制限素子２５が作動しても、その作動した制限素子２５に対応する蓄電池セル２１に対する通電制限を行えるようにするためには、当該複数の制限素子２５が電気的に直列に接続されていることが好ましい。

【0062】

制限素子２５は、所定の温度Ｔ２未満の温度下では、蓄電池セル２１への給電および蓄電池セル２１からの送電を許容し、一方、所定の温度Ｔ２以上の温度下では、蓄電池セル２１への給電または蓄電池セル２１からの送電を制限する機能を有する。すなわち、制限素子２５は、所定の温度Ｔ２未満の温度下では、通電可能な第１の電気抵抗値を有し、一方、所定の温度Ｔ２以上の温度下では、第１の電気抵抗値よりも高い第２の電気抵抗値を有するか、または、通電を遮断する。
このような制限素子２５は、所定の温度Ｔ２を検出する機能（以下、「温度検出機能」ともいう）と、通電を停止または減少させる機能（以下、「通電制限機能（スイッチ機能）」ともいう）とを有すると言える。

【0063】

かかる制限素子２５が蓄電池セル２１に設けられていることで、蓄電池セル２１が過昇温したとき、制限素子２５が蓄電池セル２１への給電または蓄電池セル２１からの送電を制限し、事故等を未然に防止することができる。なお、制限素子２５は、所定の温度Ｔ２以上となったとき、制御モジュール１０が検出可能な信号を出力するように構成されていてもよい。この場合、制御モジュール１０は、例えば、過昇温した蓄電池セル２１を特定し、その内容を、図示しない表示部へ表示したり、図示しない記憶部に記憶したりすることができる。

【0064】

また、制限素子２５は、各蓄電池セル２１毎に設けられているため、いずれの蓄電池セル２１が過昇温しても、迅速かつ的確に蓄電池セル２１への給電または蓄電池セル２１からの送電を制限することができる。

【0065】

ここで、蓄電池セル２１の過昇温とは、蓄電池セル２１の温度が蓄電池セル２１の使用可能温度範囲または正常使用温度範囲よりも高い所定の温度Ｔ２に達することである。本発明の蓄電池モジュール１は、屋内に設置されるため、蓄電池モジュール１の外部の温度（環境温度）による蓄電池セル２１の温度変動は小さく、蓄電池セル２１が過昇温する主な原因は、通常、蓄電池セル２１の故障、誤作動等となる。したがって、蓄電池モジュール１は、環境温度の影響を考慮して蓄電池セル２１の温度を検出するための広範囲の温度検知や複雑な演算処理が不要であり、蓄電池セル２１の温度のみを監視すればよい。そのため、蓄電池セル２１の過昇温による事故等を確実に防止しつつ、蓄電池モジュール１が有する回路の構成を簡単化することができる。

【0066】

また、前述した制限素子２５の第１の電気抵抗値は、特に限定されないが、例えば、１０ｋ〜１００ｋΩ程度であることが好ましく、１０ｋ〜２０ｋΩ程度であることがより好ましい。また、前述した制限素子２５の第２の電気抵抗値は、第１の電気抵抗値よりも高ければよいが、実質的に通電を遮断し得る電気抵抗値であることが好ましく、例えば、第１の電気抵抗値に対して、１０倍以上であることが好ましく、２０倍以上であることがより好ましい。

【0067】

図４に示す制限素子２５は、例えば、バイメタルスイッチ、温度ヒューズまたはポリスイッチで構成することができる。このような制限素子２５は、比較的安価であるため、多数の蓄電池セル２１のそれぞれに設けても、蓄電池モジュール１のコスト増を抑えることができる。また、このような制限素子２５は、故障し難く、長期にわたって的確な作動が可能である。

【0068】

ここで、制限素子２５が温度ヒューズで構成されている場合、制限素子２５の温度が温度Ｔ２に達すると、温度ヒューズの導体部分が溶断されることで、通電制限機能が働き、その後、制限素子２５の温度が温度Ｔ２未満となっても、その通電制限機能が維持される。すなわち、この場合、制限素子２５の通電制限機能は不可逆的である。これにより、安全性を高めることができる。この場合、必要な修理等とともに、新規な制限素子２５と交換することで、蓄電池モジュール１の再使用が可能となる。

【0069】

一方、制限素子２５がバイメタルスイッチまたはポリスイッチで構成されている場合、制限素子２５の温度が温度Ｔ２に達すると、スイッチがオフとなることで、通電制限機能が働き、その後、制限素子２５の温度が温度Ｔ２未満となると、スイッチがオンとなることで、その通電制限機能が解除される。すなわち、この場合、制限素子２５の通電制限機能は可逆的である。これにより、制限素子２５の作動が偶発的であって蓄電池セル２１の故障等に起因しない場合、修理等の手間を要することなく、蓄電池モジュール１の再使用が可能となる。なお、制限素子２５の通電制限機能が繰り返し働く場合、実際に蓄電池セル２１に異常と判断できるため、蓄電池モジュール１の修理等を行う。このようなことから、バイメタルスイッチまたはポリスイッチは利便性に優れる。

【0070】

このような制限素子２５は、蓄電池セル２１に設けられているため、蓄電池セル２１の温度変化に対する応答性に優れ、蓄電池セル２１が過昇温したときに迅速かつ的確な作動（前述した給電または送電の制限）が可能である。そのため、蓄電池モジュール１は、極めて高い信頼性で、蓄電池セル２１の過昇温による事故等を防止することができる。

【0071】

また、図３に示すように、制限素子２５は、蓄電池セル２１の中央部付近に設けられている。蓄電池セル２１の中央部付近は、特に温度変化が大きいため、制限素子２５の蓄電池セル２１の温度変化に対する応答性が向上する。なお、制限素子２５の設置位置は、前述したような温度検出機能が発揮可能であれば、図３の位置に限定されず、例えば、蓄電池セル２１の外周部であってもよい。

【0072】

また、制限素子２５は、蓄電池セル２１に接触して設けられていることが好ましい。これにより、制限素子２５を蓄電池セル２１上に設置するという比較的簡単な構成で、蓄電池セル２１の温度変化に対する制限素子２５の応答性を高め、蓄電池セル２１が過昇温したときに制限素子２５の迅速かつ的確な作動が可能である。ここで、このような効果を顕著に発揮させる観点から、制限素子２５は、互いに隣り合う２つの蓄電池セル２１のうち、対応する一方の蓄電池セル２１に対して接触し、他方の蓄電池セル２１に対して離間していることが好ましい。

【0073】

蓄電池セル２１に対する制限素子２５の設置方法（固定方法）としては、特に限定されないが、例えば、接着剤等による方法、ねじ等を用いた方法、２つの蓄電池セル２１間で挟み込む方法等が挙げられる。ここで、蓄電池セル２１とそれに対応する制限素子２５との間には、他の物が介在していてもよいが、当該物（介在物）は、蓄電池セル２１の温度変化に対する制限素子２５の応答性を高める観点から、金属材料、熱伝導性セラミックス材料等の熱伝導性に優れた材料を用いて構成されていることが好ましい。したがって、例えば、接着剤を用いた固定方法を用いる場合、当該接着剤は、熱伝導性フィラーを含有する熱伝導性接着剤を用いることが好ましい。

【0074】

また、屋内の温度をＴ１［℃］とし、制限素子２５の通電制限機能が働く所定の温度をＴ２［℃］としたとき、Ｔ２−Ｔ１は、６５〜１５０であることが好ましく、６５〜１２０であることがより好ましく、６５〜１００であることがさらに好ましい。これにより、蓄電池セル２１の正常な使用が妨げられることなく（言い換えると、蓄電池セル２１の使用可能温度範囲を有効に活用しつつ）、蓄電池セル２１の過昇温による事故等を的確かつ未然に防止することができる。

【0075】

これに対し、Ｔ２−Ｔ１が小さ過ぎると、蓄電池モジュール１の設置環境温度（温度Ｔ２）が比較的低い場合、蓄電池セル２１の使用可能温度範囲内であっても、制限素子２５の通電制限機能が働き、その結果、蓄電池モジュール１の使用可能温度範囲が狭くなってしまう。一方、Ｔ２−Ｔ１が大き過ぎると、蓄電池モジュール１の設置環境温度（温度Ｔ２）が比較的高い場合、蓄電池セル２１の使用温度範囲を超えてから制限素子２５の通電制限機能が働くまでの温度範囲が広くなり過ぎて、蓄電池セル２１の温度変化に対する制限素子２５の応答性が低下したり、安全性を確保するための設計の自由度が低下したりする傾向を示す。

【0076】

また、所定の温度Ｔ２は、６５〜１５０℃であることが好ましい。これにより、蓄電池セル２１が故障、誤作動等により過昇温した的確なタイミングで、制限素子２５の通電制限機能を働かせることができる。
一方、屋内の温度Ｔ１は、０〜４０℃であることが好ましい。これにより、制限素子２５が外部温度（環境温度）の影響を受けるのを低減することができる。

【0077】

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態に係る蓄電池ユニットの制御系を示すブロック図である。なお、以下、図５に示す第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態と同様の事項については、その説明を省略する。

【0078】

図５に示す蓄電池ユニット１００Ａは、前述した第１実施形態の制限素子２５に代えて制限素子２５Ａを有する。
具体的には、蓄電池ユニット１００Ａは、制御モジュール１０に電気的に接続されている複数の蓄電池モジュール１Ａを備えている。図５では、１つの蓄電池モジュール１Ａを代表的に図示し、他の蓄電池モジュール１Ａの図示を省略しているが、複数の蓄電池モジュール１Ａは、電気的に、直列または並列に接続されているか、または、直列および並列の組み合わせにより接続されている。

【0079】

各蓄電池モジュール１Ａは、複数の蓄電池セル２１を有しており、各蓄電池セル２１には、制限素子２５Ａが設けられている。図５では、１つの蓄電池モジュール１Ａが有する複数の蓄電池セル２１のうち４つの蓄電池セル２１を代表的に図示している。また、図５では、複数の蓄電池セル２１が電気的に直列に接続されている場合を図示している。なお、１つの蓄電池モジュール１Ａが有する蓄電池セル２１の数は、少なくとも１つであればよく、図示の数に限定されず、任意である。また、複数の蓄電池セル２１は、直列に接続されている場合に限らず、並列に接続されていてもよいし、直列および並列の組み合わせにより接続されていてもよい。

【0080】

各制限素子２５Ａは、対応する蓄電池セル２１と制御モジュール１０との間の通電経路（配線）の途中に電気的に接続されている。図５では、制限素子２５Ａは、２つの蓄電池セル２１を接続する配線の途中に電気的に接続されている。このように、制御モジュール１０（または保護回路１０１）は、制限素子２５Ａを介して蓄電池セル２１に電気的に接続されている。

【0081】

ここで、制限素子２５Ａは、蓄電池セル２１に設けられているセンサー部２５１と、蓄電池セル２１と制御モジュール１０との間の通電経路の途中に接続されているスイッチ部２５２とを有する。

【0082】

センサー部２５１は、例えば、熱電対で構成することができ、温度変化に応じた信号（電流信号または電圧信号）を出力する。スイッチ部２５２は、例えば、ツェナーダイオード、ＦＥＴ（Field effect transistor）等を含んで構成されたスイッチング素子またはスイッチング回路であり、センサー部２５１からの信号に基づいて、通電を停止または減少させる。

【0083】

このように、制限素子２５Ａは、温度検出機能を有するセンサー部２５１と、通電制御機能を有するスイッチ部２５２とに機能的に分かれた２つの部分で構成されている。このような制限素子２５Ａによっても、前述した第１実施形態の制限素子２５と同様の効果を発揮することができる。また、このような制限素子２５Ａの通電制限機能は可逆的である。そのため、蓄電池モジュール１Ａの利便性を高めることができる。

【0084】

なお、制限素子２５Ａ（特にスイッチ部２５２）は、所定の温度Ｔ２以上となったとき、制御モジュール１０が検出可能な信号を出力するように構成されていてもよい。この場合、制御モジュール１０は、例えば、過昇温した蓄電池セル２１を特定し、その内容を、図示しない表示部へ表示したり、図示しない記憶部に記憶したりすることができる。

【0085】

以上、本発明の蓄電池モジュールについて説明したが、本発明は、前述した実施形態の構成に限定されるものではない。
例えば、本発明の蓄電池モジュールは、それぞれ、前述した実施形態の構成において、他の任意の構成を追加して有していてもよいし、同様の機能を発揮する任意の構成と置換されていてよい。

【符号の説明】

【0086】

１ 蓄電池モジュール
１Ａ 蓄電池モジュール
２ 積層部
３ 電気接続部
４ 蓄電池本体
５ ブラケット部材
６ ハンドル
１０ 制御モジュール
２０ 筐体
２１ 蓄電池セル
２２ 支持枠
２３ 天板
２４ 底板
２５ 制限素子
２５Ａ 制限素子
３０ 固定プレート
３１ コネクタ
３２ コネクタ
５１ 本体部
５２ 板片
５３ 板片
６１ 把持部
６２ 脚部
６３ フック部
１００ 蓄電池ユニット
１００Ａ 蓄電池ユニット
１０１ 保護回路
２０１ 本体部
２０１ａ 上部開口
２０２ 蓋部
２１１ 端子用タブ
２３１ 凸部
２４１ 下面凸部
２５１ センサー部
２５２ スイッチ部
３０１ 貫通孔
５１３ 長孔
５１４ 小孔
２０１１ 枠体
２０１２ 凹部
２０２１ 貫通孔
Ｔ１ 温度
Ｔ２ 温度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】