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公開番号2025091533
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023206782
出願日2023-12-07
発明の名称電池スタック
出願人トヨタバッテリー株式会社
代理人個人
主分類H01M 50/503 20210101AFI20250612BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】バスバー部品と電極端子とを溶接により接合させる構成を有する電池スタックの解体性が悪い問題があった。
【解決手段】本発明の電池スタック1は、積層方向に積層される複数の電池セル10と、複数の電池セル10のうち隣接する電池セルの正極端子と負極端子とを接続し、コの字型に成形される複数のバスバー部品12と、を有し、複数のバスバー部品12は、正極端子に接合される第1の接合部と、負極端子に接合される第2の接合部と、第1の接合部と第2の接合部とを連結する連結部と、を有し、第1の接合部と第2の接合部は、積層方向に切り込まれ、内角が90度以下になる切り込み端部が形成される弱強度部を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
積層方向に積層される複数の電池セルと、
前記複数の電池セルのうち隣接する電池セルの正極端子と負極端子とを接続し、コの字型に成形される複数のバスバー部品と、を有し、
前記複数のバスバー部品は、
前記正極端子に接合される第１の接合部と、
前記負極端子に接合される第２の接合部と、
前記第１の接合部と前記第２の接合部とを連結する連結部と、を有し、
前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記積層方向に切り込まれ、内角が９０度以下になる切り込み端部が形成される弱強度部を有する電池スタック。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記弱強度部は、前記バスバー部品の全てに設けられる請求項１に記載の電池スタック。
【請求項３】
前記切り込み端部は、２つ以上の方向に向かって形成される請求項１に記載の電池スタック。
【請求項４】
前記２つ以上の方向に向かって前記弱強度部が形成される前記バスバー部品は、前記複数の電池セルのうち前記積層方向において前記電池スタックの中央部の少なくとも２つの前記電池セルの電極の間を接続する請求項３に記載の電池スタック。
【請求項５】
前記複数のバスバー部品の少なくとも１つには、
前記バスバー部品の温度を計測するサーミスタと、
前記第１の接合部と前記第２の接合部の間の電圧差を計測する電圧計と、が取り付けられ、
前記サーミスタから取得された端子温度と、前記電圧計から取得した電圧差と前記電池スタックの出力電流から算出する端子抵抗と、に基づき前記電池スタックに想定以上の過大な負荷がかかったと判断された場合に予め設定された異常時制御を実施する制御部をさらに有する請求項１に記載の電池スタック。
【請求項６】
前記制御部は、前記サーミスタから取得された前記端子温度が予め設定した温度閾値以上、かつ、前記端子抵抗が予め設定した抵抗閾値以上となった場合に前記複数の電池セルに想定以上の過大な負荷がかかったと判断して前記異常時制御を実施する請求項５に記載の電池スタック。
【請求項７】
前記サーミスタ及び前記電圧計は、少なくとも２つの前記バスバー部品に取り付けられ、
前記制御部は、
異なる位置に配置された２つの前記サーミスタで取得された端子温度の差である端子間温度差が予め設定された第１の温度閾値以上、かつ、異なる位置に配置された２つの前記電圧計で取得された電圧値を用いて算出した異なる位置に配置された前記バスバー部品の端子抵抗の差である端子間抵抗差が予め設定された第１の温度閾値以上である場合、前記電池スタックに想定以上の過大な負荷がかかったと判断して前記異常時制御を実施し、
前記端子間温度差が前記第１の温度閾値未満、かつ、異なる前記サーミスタで取得された端子温度の最大値が予め設定した第２の温度閾値以上である場合、前記複数の電池セルの全体の抵抗が上昇していると判断して前記異常時制御を実施し、
前記端子間温度差が予め設定された第１の温度閾値以上、かつ、前記端子間抵抗差が予め設定された第１の温度閾値未満であった場合、前記複数の電池セルの一部の抵抗が上昇していると判断して前記異常時制御を実施する請求項５に記載の電池スタック。
【請求項８】
積層方向に積層される複数の電池セルと、
前記複数の電池セルのうち隣接する電池セルの正極端子と負極端子とを接続し、コの字型に成形される複数のバスバー部品と、
前記複数のバスバー部品の状態に基づき前記複数の電池セルに生じた異常を判断し、前記異常に対応した異常時制御を実施する制御部と、を有し、
前記複数のバスバー部品は、
前記正極端子に接合される第１の接合部と、
前記負極端子に接合される第２の接合部と、
前記第１の接合部と前記第２の接合部とを連結する連結部と、を有し、
前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記積層方向に切り込まれ、内角が９０度以下になる切り込み端部が形成される弱強度部を有し、
前記複数のバスバー部品の少なくとも１つには、
前記バスバー部品の温度を計測するサーミスタと、
前記第１の接合部と前記第２の接合部の間の電圧差を計測する電圧計と、が取り付けられ、
前記制御部は、前記サーミスタから取得された端子温度と、前記電圧計から取得した電圧差と前記複数の電池セルの出力電流から算出する端子抵抗と、に基づき前記複数の電池セルに想定以上の過大な負荷がかかったと判断された場合に前記異常時制御を実施する電池スタック。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複数の電池セルが積層方向に積層された電池スタックに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
複数の電池セルが積層方向に積層された電池スタックでは、隣接して配置される電池セルの正極端子と負極端子とにバスバー部品を接合することで、１つの組電池を構成する。このような電池スタックの例が特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の電池構造体は、それぞれが電極端子を備える複数の電池モジュールを、電気的に接続して形成される組電池と、前記複数の電池モジュールから成る組電池をカバーする着脱可能なモジュールカバーと、互いに異なる電池モジュールが備える前記電極端子を相互に連結することにより、当該電池モジュール同士を電気的に接続する結線部材とを有し、前記結線部材は、前記モジュールカバーの取り外しに応じて、連結対象となる電極端子間の連結状態を解除する。
【０００４】
特許文献２に記載の蓄電池は、蓄電要素と、前記蓄電要素を収容する収容ケースと、前記収容ケースに設けられた電極端子と、前記電極端子に接続されたバスバーと、前記電極端子および前記バスバーを溶接する溶接部と、を備え、前記電極端子は、中心線を中心として円弧状に形成されると共に上方に向けて突出する第１突出円弧部および第２突出円弧部を含み、前記第２突出円弧部は、前記第１突出円弧部よりも前記中心線から離れた位置に設けられており、前記バスバーには、前記第１突出円弧部が挿入されると共に円弧状に延びる第１穴部と、前記第２突出円弧部が挿入されると共に円弧状に延びる第２穴部とが形成され、前記第１穴部の長さは前記第１突出円弧部の長さよりも長く、前記第２穴部の長さは前記第２突出円弧部の長さよりも長く、前記溶接部は、前記第１突出円弧部および前記第１穴部の開口縁部と、前記第２突出円弧部および前記第２穴部の開口縁部との一方を接合するように形成される。
【０００５】
特許文献３に記載のバッテリモジュールは、長さと幅に比べて薄い厚さを有する略板状であり、長手方向に沿った左側面と右側面にそれぞれ線状の溝が設けられたバスバーと、前記バスバーの左側面と右側面にそれぞれ位置して前記溝にそれぞれの電極リードが嵌められて物理的に接触することで、前記バスバーを介して互いに電気的に接続されているバッテリーセルとを含み、前記溝は、一定温度以上で厚さ方向の大きさが増加して前記電極リードと前記バスバーとの間の物理的接触が解除されることで、前記バッテリーセル同士の電気的接続を解除する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００７－１８９３３号公報
特開２０１８－１４２５０４号公報
特表２０２１－５２４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、３に記載の技術は、電極端子とバスバー部品が溶接されるものでないため、バスバー部品と電極端子とが溶接される電池スタックに適用することができない。一方、特許文献２に記載の技術では、バスバー部品と電極端子とが溶接されるため、電池スタックを解体する際に電極端子を破損させるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、バスバー部品と電極端子とを溶接により接合させる構成を有する電池スタックの解体性を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる電池スタックの一態様は、積層方向に積層される複数の電池セルと、前記複数の電池セルのうち隣接する電池セルの正極端子と負極端子とを接続し、コの字型に成形される複数のバスバー部品と、を有し、前記複数のバスバー部品は、前記正極端子に接合される第１の接合部と、前記負極端子に接合される第２の接合部と、前記第１の接合部と前記第２の接合部とを連結する連結部と、を有し、前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記積層方向に切り込まれ、内角が９０度以下になる切り込み端部が形成される弱強度部を有する。
【００１０】
本発明にかかる電池スタックの一態様は、積層方向に積層される複数の電池セルと、前記複数の電池セルのうち隣接する電池セルの正極端子と負極端子とを接続し、コの字型に成形される複数のバスバー部品と、前記複数のバスバー部品の状態に基づき前記複数の電池セルに生じた異常を判断し、前記異常に対応した異常時制御を実施する制御部と、を有し、前記複数のバスバー部品は、前記正極端子に接合される第１の接合部と、前記負極端子に接合される第２の接合部と、前記第１の接合部と前記第２の接合部とを連結する連結部と、を有し、前記第１の接合部と前記第２の接合部は、前記積層方向に切り込まれ、内角が９０度以下になる切り込み端部が形成される弱強度部を有し、前記複数のバスバー部品の少なくとも１つには、前記バスバー部品の温度を計測するサーミスタと、前記第１の接合部と前記第２の接合部の間の電圧差を計測する電圧計と、が取り付けられ、前記制御部は、前記サーミスタから取得された端子温度と、前記電圧計から取得した電圧差と前記複数の電池セルの出力電流から算出する端子抵抗と、に基づき前記複数の電池セルに想定以上の過大な負荷がかかったと判断された場合に前記異常時制御を実施する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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