CN107017363A - 蓄电组件和蓄电组合体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适合组合化且散热性优良的蓄电组件和蓄电组合体。本发明的蓄电组件包括第一蓄电单电池、第二蓄电单电池、框体、第一板和第二板。第一蓄电单电池包括：具有正极和负极的第一蓄电元件；和将电解质与上述第一蓄电元件一起密封的第一封装膜。第二蓄电单电池包括：具有正极和负极的第二蓄电元件；和将电解质与第二蓄电元件一起密封的第二封装膜，该第二蓄电单电池与第一蓄电单电池直接或者间接地层叠。框体形成收纳第一蓄电单电池和第二蓄电单电池的收纳空间。第一板是由金属形成的，与框体接合。第二板是由金属形成，与框体接合，该第二板与第一板一起夹着第一蓄电单电池和第二蓄电单电池。

Description

蓄电组件和蓄电组合体
技术领域
本发明涉及内置蓄电单电池的蓄电组件和将多个蓄电组件组合化而成的蓄电组合体。
背景技术
具有电池和电容器等的蓄电单电池的蓄电组件在广泛普及，将多个蓄电组件连结而组合化，增加蓄电容量的情况也广泛进行(例如专利文献1和2)。
另一方面，当将多个蓄电组件组合化时，由蓄电单电池产生的发热成为问题。特别是，配置在内部的蓄电组件和配置在外周部的蓄电组件的温度差较大时，产生蓄电组件的寿命变得不均匀等的问题。当增大蓄电组件的间隔来组合化时，发热的问题能够消除，但是，组合件尺寸变大，从设置自由度的方面出发，并不优选。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-201136号公报
专利文献2：日本特开2014-192091号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
基于以上那样的情况，本发明的目的在于提供适合组合化且散热性优良的蓄电组件和蓄电组合体。
用于解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的，本发明的一实施方式的蓄电组件包括第一蓄电单电池、第二蓄电单电池、框体、第一板和第二板。
上述第一蓄电单电池包括：具有正极和负极的第一蓄电元件；和将电解质与上述第一蓄电元件一起密封的第一封装膜。
上述第二蓄电单电池包括：具有正极和负极的第二蓄电元件；和将电解质与上述第二蓄电元件一起密封的第二封装膜，该第二蓄电单电池与上述第一蓄电单电池直接或者间接地层叠。
上述框体形成收纳上述第一蓄电单电池和上述第二蓄电单电池的收纳空间。
上述第一板由金属形成，与上述框体接合。
上述第二板由金属形成，与上述框体接合，上述第二板与上述第一板一起夹着上述第一蓄电单电池和上述第二蓄电单电池。
根据该结构，在第一蓄电单电池和第二蓄电单电池产生的热被传递至第一板和第二板，从第一板和第二板散热，因此，蓄电组件具有较高的散热效果。在将蓄电组件组合化时，在第一蓄电单电池和第二蓄电单电池产生的热也经由第一板和第二板传递至相邻的蓄电组件，各蓄电组件的温度分布被均匀化。另外，第一蓄电单电池和第二蓄电单电池彼此直接或者间接地层叠，因此能够降低各蓄电单电池的温度不均匀。
上述蓄电组件可以具有：配置在上述第一蓄电单电池与上述第一板之间的、与上述第一蓄电单电池和上述第一板相接触的第一导热部件；和配置在上述第二蓄电单电池与上述第二板之间的、与上述第二蓄电单电池和上述第二板相接触的第二导热部件。
根据该结构，能够提高第一蓄电单电池与第一板之间以及第二蓄电单电池与第二板之间的热传导性。
上述框体可以包括与上述第一蓄电单电池和上述第二蓄电单电池电连接的正极端子和负极端子，上述正极端子和上述负极端子在上述框体的一个面中对称地配置。
根据该结构，通过在组合化时改变蓄电组件的方向，能够更换正极端子和负极端子的位置，以各种方式将蓄电组件组合化。
为了实现上述目的，本发明的一实施方式的蓄电组合体通过由多个蓄电组件连结而构成。上述蓄电组件包括第一蓄电单电池、第二蓄电单电池、框体、第一板和第二板。
上述第一蓄电单电池包括：具有正极和负极的第一蓄电元件；和将电解质与上述第一蓄电元件一起密封的第一封装膜。
上述第二蓄电单电池包括：具有正极和负极的第二蓄电元件；和将电解质与上述第二蓄电元件一起密封的第二封装膜，该第二蓄电单电池与上述第一蓄电单电池直接或者间接地层叠。
上述框体形成收纳上述第一蓄电单电池和上述第二蓄电单电池的收纳空间。
上述第一板由金属形成，与上述框体接合。
上述第二板由金属形成，与上述框体接合，上述第二板与上述第一板一起夹着上述第一蓄电单电池和上述第二蓄电单电池。
上述蓄电组合体还包括与上述第一板或者上述第二板相接触的冷却套。
根据该结构，通过冷却套将第一板和第二板的一者或者两者强制冷却，因此，能够进一步提高蓄电组件的散热效果。
上述框体包括与上述第一蓄电单电池和上述第二蓄电单电池电连接的正极端子和负极端子，上述正极端子和上述负极端子在上述框体的一个面中对称地配置，上述蓄电组合体还包括连结部件，上述连结部件连结一个上述蓄电组件的上述正极端子或者上述负极端子与另一个上述蓄电组件的上述正极端子或者上述负极端子。
发明效果
如以上所述，根据本发明，能够提供适合组合化且散热性优良的蓄电组件和蓄电组合体。
附图说明
图1是本发明的实施方式的蓄电组件的立体图。
图2是该蓄电组件的分解立体图。
图3是该蓄电组件所具备的蓄电组合件的立体图。
图4是该蓄电组件所具备的蓄电组合件的截面图。
图5是表示该蓄电组件的端子配置的示意图。
图6是本发明的实施方式的蓄电组合件的立体图。
图7是本发明的实施方式的蓄电组合件的立体图。
图8是本发明的实施方式的蓄电组合件的立体图。
图9是本发明的实施方式的蓄电组合件的立体图。
图10是本发明的实施方式的蓄电组合件的立体图。
图11是本发明的实施方式的蓄电组合件的立体图。
附图标记说明
10…蓄电组件
11…框体
12…蓄电组合件
16…第一板
17…第二板
18…第一导热绝缘片
19…第二导热绝缘片
100、200、300、400、500、600…蓄电组合件
110、210、310、410、520、620…连结部件
510…水冷套
610…空冷套。
具体实施方式
对本发明的实施方式的蓄电组件进行说明。
[蓄电组件的构成]
图1是本实施方式的蓄电组件10的立体图，图2是蓄电组件10的分解立体图。此外，在以下的附图中，X方向、Y方向和Z方向是彼此正交的三个方向。
如图1和图2所示，蓄电组件10包括：框体11、蓄电单电池12(12A～12D)、第一电压检测基板13、第二电压检测基板14、连接器基板15、第一板16、第二板17、第一导热绝缘片18和第二导热绝缘片19。蓄电组件10包括4个蓄电单电池12，将各蓄电单电池12作为蓄电单电池12A、12B、12C和12D。
框体11是中空的框状部件，形成蓄电单电池12的收纳空间。在框体11的一个面设置有连接器孔11a、螺孔11b、正极端子11c、负极端子11d和极性显示11e。连接器孔11a在框体11设置有两个，但是可以设置一个或者三个以上。
螺孔11b在框体11设置有两个，正极端子11c和负极端子11d分别设置在螺孔11b的周围。极性显示11e在正极端子11c和负极端子11d的附近各设置一个，是表示正极端子11c和负极端子11d的极性(+或者-)的显示。
框体11通过嵌件成型形成，具有在由合成树脂形成的树脂部件的内部埋设有由金属材料形成的母线的构成。母线与蓄电单电池12电连接并且在螺孔11b的周围露出，形成正极端子11c和负极端子11d。
蓄电单电池12(12A～12D)是能够蓄电和放电的单电池，是锂离子电容器、双电层电容器或者锂离子二次电池等。图3是蓄电单电池12的立体图，图4是蓄电单电池12的截面图。
如这些图所示，蓄电单电池12包括蓄电元件121、封装膜122、正极片(tab)123、负极片124、正极导体125和负极导体126。
蓄电元件121由正极127、负极128和隔膜129构成，正极127和负极128隔着隔膜129交替层叠。
正极127包括正极活性物质，能够采用在由金属形成的正极集电体的正面背面两面层叠正极活性物质来构成的结构。正极活性物质例如是活性炭，能够根据蓄电单电池12的种类适当变更。
负极128包括负极活性物质，能够采用在由金属形成的负极集电体的正面背面两面层叠负极活性物质来构成的结构。负极活性物质例如是碳类材料，能够根据蓄电单电池12的种类适当变更。
隔膜129配置在正极127和负极128之间，使电解质通过并且防止(绝缘)正极127和负极128的接触。隔膜129能够采用织布、无纺布或者合成树脂微多孔膜等，能够使用纤维素类、聚烯烃类的材料。
构成蓄电元件121的正极127和负极128的层数无特别限定，可以采用正极127和负极128隔着隔膜129交替层叠的结构。
蓄电元件121与电解质一起被封装膜122密封。电解质无特别限定，能够根据蓄电单电池12的种类适当变更。封装膜122能够采用在金属箔的正面背面层叠合成树脂而成的层叠膜，两个封装膜122在蓄电元件121的周缘热粘接(熔接)，将内部密封。
正极片123和负极片124彼此离开地被夹在封装膜122中。正极片123通过配线或者作为箔的正极导体125与正极127导通，负极片124通过配线或者作为箔的负极导体126与负极128导通。
各蓄电单电池12的正极片123和负极片124，通过埋设在框体11的母线与正极端子11c和负极端子11d电连接。
如图2所示，第一板16一侧的蓄电单电池12(12A和12B)和第二板17一侧的蓄电单电池12(12C和12D)分别在Z方向上层叠，收纳于蓄电组件10中。此外，各蓄电单电池12可以彼此直接层叠，也可以隔着散热部件间接地层叠。蓄电组件10能够具有4个蓄电单电池12，但是不限于此，能够具备一个或者多个由两个蓄电组件10在Z方向上层叠而成的组。即，蓄电组件10能够包括偶数个的蓄电组件10。
第一电压检测基板13监视第一板16一侧的蓄电单电池12(12A和12B)的电压。第一电压检测基板13固定在框体11，与蓄电单电池12A和12B的正极片123以及负极片124电连接。
第二电压检测基板14监视第二板17一侧的蓄电单电池12(12C和12D)的电压。第二电压检测基板14固定在框体11，与蓄电单电池12C和12D的正极片123以及负极片124电连接。
连接器基板15包括连接器151、连接器152和信号处理电路等。连接器151经由配线与第一电压检测基板13和第二电压检测基板14连接，在各蓄电单电池12中被输入所检测的电压。连接器152插通在连接器孔11a，与检查用的外部机器连接。
第一板16是由铝等的金属材料形成的平板状的部件，与框体11接合。第一板16能够通过螺钉螺纹固定在框体11，但是也可以通过其它的固定方法与框体11接合。
第二板17是由铝等的金属材料形成的平板状的部件，与框体11接合。第二板17能够通过螺钉螺纹固定在框体11，但是也可以通过其它的固定方法与框体11接合。
第一导热绝缘片18是粘贴在第一板16的片状的部件，由热传导性和绝缘性高的材料形成。第一导热绝缘片18在第一板16被固定在框体11时，由第一板16一侧的蓄电单电池12(12A和12B)和第一板16夹持，将这些蓄电单电池12的热传递至第一板16。
第二导热绝缘片19是粘贴在第二板17的片状的部件，由热传导性和绝缘性高的材料形成。第二导热绝缘片19，在第二板17被固定在框体11时，由第二板17一侧的蓄电单电池12(12C和12D)和第二板17夹持，将这些蓄电单电池12的热传递至第二板17。
蓄电组件10具有以上的构成。各蓄电单电池12被收纳在框体11，当第一板16和第二板17与框体11接合时，通过第一板16和第二板17夹着第一导热绝缘片18、蓄电单电池12和第二导热绝缘片19。蓄电单电池12A和蓄电单电池12C彼此按被压，蓄电单电池12B和蓄电单电池12D彼此被按压。
由此，在蓄电单电池12A和蓄电单电池12B中所产生的热隔着第一导热绝缘片18传递至第一板16，被散热。另外，在蓄电单电池12C和蓄电单电池12D中产所生的热隔着第二导热绝缘片19传递至第二板17，被散热。第一板16和第二板17均由金属材料形成，因此具有较高的散热效果。
另外，各蓄电单电池12也与在Z方向上层叠的蓄电单电池12相接触，因此，能够降低各蓄电单电池12的温度不均，能够使温度不均为3℃左右。并且，蓄电组件10为由第一板16和第二板17夹着框体11的结构，因此，能够薄型化，在抵抗翘曲和扭曲方面也较强的结构。
[端子的配置]
图5是表示上下不同的两个蓄电组件10的示意图。如该图所示，正极端子11c和负极端子11d在蓄电组件10的一个面中对称地配置。因此，当将蓄电组件10的上下颠倒时，螺孔11b的位置保持原来的状态而正极端子11c与负极端子11d的位置更换。由此，如后文所述，能够以多种方式将蓄电组件10组合化。
[蓄电组合体]
图6是本实施方式的蓄电组合体100的示意图。如该图所示，蓄电组合体100通过多个蓄电组件10(10A和10B)在Z方向上连结而构成。
具体来说，蓄电组合体100具有将以第二板17(参照图2)为Z方向下方的蓄电组件10A与以第一板16(参照图2)为Z方向下方的蓄电组件10B交替层叠，将相邻的蓄电组件10A和蓄电组件10B通过多个连结部件110连结的构成。
各连结部件110由导电性材料形成，通过插通在螺孔11b的螺钉110a将两个相邻的蓄电组件10连结，将两蓄电组件10的正极端子11c(参照图1)和负极端子11d(参照图1)电连接。
如上所述，各蓄电组件10中，通过连结部件110，正极端子11c与一方的相邻的蓄电组件10的负极端子11d连接，负极端子11d与另一方的相邻的蓄电组件10的正极端子11c连接。由此，各蓄电组件10串联连接。
图7是本实施方式的另一蓄电组合体200的示意图。如该图所示，蓄电组合体200由多个蓄电组件10(10A和10B)在X方向和Z方向上连结而构成。
具体来说，蓄电组合体200具有蓄电组件10A在X方向上配列而成的蓄电组件10A的列和蓄电组件10B在X方向上配列而成的蓄电组件10B的列在Z方向上层叠，相邻的蓄电组件10通过多个连结部件210连结的构成。
各连结部件210由导电性材料形成，通过插通在螺孔11b的螺钉210a将两个相邻的蓄电组件10连结，将两蓄电组件10的正极端子11c和负极端子11d电连接。
如上所述，各蓄电组件10中，通过连结部件210，正极端子11c与一方的相邻的蓄电组件10的负极端子11d连接，负极端子11d与另一方的相邻的蓄电组件10的正极端子11c连接。由此，各蓄电组件10串联连接。
图8是本实施方式的另一蓄电组合体300的示意图。如该图所示，蓄电组合体300由多个蓄电组件10(10A和10B)在X方向和Z方向上连结而构成。
具体来说，蓄电组合体300具有蓄电组件10A在X方向上配列而成的蓄电组件10A的列与蓄电组件10B在X方向上配列而成的蓄电组件10B的列在Z方向上交替层叠，相邻的蓄电组件10通过多个连结部件310连结而成的构成。
各连结部件310由导电性材料形成，通过插通在螺孔11b的螺钉310a将两个相邻的蓄电组件10连结，将两蓄电组件10的正极端子11c和负极端子11d电连接。
如上所述，各蓄电组件10中，通过连结部件310，正极端子11c与一方的相邻的蓄电组件10的负极端子11d连接，负极端子11d与另一方的相邻的蓄电组件10的正极端子11c连接。由此，各蓄电组件10串联连接。
图9是本实施方式的另一蓄电组合体400的示意图。如该图所示，蓄电组合体400由多个蓄电组件10(10A)在Z方向上连结而构成。
具体来说，蓄电组合体400具有以第二板17(参照图2)为Z方向下方的蓄电组件10A在Z方向上层叠，相邻的蓄电组件10A由连结部件410和连结部件420连结而成的构成。
连结部件410由导电性材料形成，通过插通在螺孔11b的螺钉410a连结各蓄电组件10，将各蓄电组件10的正极端子11c电连接。连结部件420由导电性材料形成，通过插通在螺孔11b的螺钉420a连结各蓄电组件10，将各蓄电组件10的负极端子11d电连接。
如上所述，各蓄电组件10，正极端子11c通过连结部件410与另一蓄电组件10的正极端子11c连接，负极端子11d通过连结部件420与另一蓄电组件10的负极端子连接。由此，各蓄电组件10并联连接。
[冷却套]
本实施方式的蓄电组件10能够与冷却套一起构成蓄电组合体。图10是具有水冷套的蓄电组合体500的立体图。
如该图所示，蓄电组合体500具有蓄电组件10(10A和10B)和水冷套510。具体来说，蓄电组合体500通过蓄电组件10A在X方向上排列而成的蓄电组件10A的列与蓄电组件10B在X方向上排列而成的蓄电组件10B的列由3个水冷套510夹着而构成。各蓄电组件10通过连结部件520彼此连接。
连结部件520由导电性材料形成，通过插通在螺孔11b的螺钉520a连结两个相邻的蓄电组件10，将两蓄电组件10的正极端子11c和负极端子11d电连接。
水冷套510构成为在内部流通冷却水等的冷却介质，与蓄电组件10的第一板16和第二板17相接触，将它们冷却。水冷套510将第一板16和第二板17强制冷却，因此，蓄电组合体500能够获得更高的冷却效果。此外，水冷套510的数量不限于3个，以与至少任意蓄电组件10的第一板16或者第二板17相接触的方式构成即可。
另外，图11是具有空冷套的蓄电组合体600的立体图。如该图所示，蓄电组合体600具有蓄电组件10(10A和10B)和空冷套610。具体来说，蓄电组合体600通过蓄电组件10A在X方向上排列而成的蓄电组件10A的列与蓄电组件10B在X方向上排列而成的蓄电组件10B的列由3个空冷套610夹着而构成。各蓄电组件10通过连结部件620彼此连接。
连结部件620由导电性材料形成，通过插通在螺孔11b的螺钉620a连结两个相邻的蓄电组件10，将两蓄电组件10的正极端子11c和负极端子11d电连接。
空冷套610构成为在内部流通空气等的冷却介质，与蓄电组件10的第一板16和第二板17相接触，将它们冷却。空冷套610将第一板16和第二板17强制冷却，因此，蓄电组合体600能够获得更高的冷却效果。此外，空冷套610的数量不限于3个，以与至少任一蓄电组件10的第一板16或者第二板17相接触的方式构成即可。
蓄电组合体的构成不限于上述结构，能够以任意的方式将蓄电组件10组合化，能够形成蓄电组合体。水冷套、空冷套等的冷却套的配置也不限于上述的方式。
[变形例]
框体11具有二个螺孔11b，但是，可以替代螺孔11b而设置从框体11突出的螺栓(螺钉)。另外，可以在框体11设置螺孔和螺栓各一个。
另外，蓄电组件10具有第一导热绝缘片18和第二导热绝缘片19，但是并不一定具备这些导热绝缘片。在该情况下，第一板16和第二板17直接与蓄电单电池12相接触，从蓄电单电池12对第一板16和第二板17进行热传递。

Claims (6)

1.一种蓄电组件，其特征在于，包括：
第一蓄电单电池，其包括：具有正极和负极的第一蓄电元件；和将电解质与所述第一蓄电元件一起密封的第一封装膜；
与所述第一蓄电单电池直接或者间接地层叠的第二蓄电单电池，该第二蓄电单电池包括：具有正极和负极的第二蓄电元件；和将电解质与所述第二蓄电元件一起密封的第二封装膜；
形成收纳所述第一蓄电单电池和所述第二蓄电单电池的收纳空间的框体；
由金属形成的、与所述框体接合的第一板；和
由金属形成的、与所述框体接合的第二板，所述第二板与所述第一板一起夹着所述第一蓄电单电池和所述第二蓄电单电池。
2.如权利要求1所述的蓄电组件，其特征在于，还包括：
配置在所述第一蓄电单电池与所述第一板之间的、与所述第一蓄电单电池和所述第一板相接触的第一导热部件；和
配置在所述第二蓄电单电池与所述第二板之间的、与所述第二蓄电单电池和所述第二板相接触的第二导热部件。
3.如权利要求1或2所述的蓄电组件，其特征在于：
所述框体包括与所述第一蓄电单电池和所述第二蓄电单电池电连接的正极端子和负极端子，
所述正极端子和所述负极端子在所述框体的一个面中对称地配置。
4.一种蓄电组合体，由多个蓄电组件连结而成，该蓄电组合体的特征在于：
所述蓄电组件包括：
第一蓄电单电池，其包括：具有正极和负极的第一蓄电元件；和将电解质与所述第一蓄电元件一起密封的第一封装膜；
与所述第一蓄电单电池直接或者间接地层叠的第二蓄电单电池，该第二蓄电单电池包括：具有正极和负极的第二蓄电元件；和将电解质与所述第二蓄电元件一起密封的第二封装膜；
形成收纳所述第一蓄电单电池和所述第二蓄电单电池的收纳空间的框体；
由金属形成的、与所述框体接合的第一板；
由金属形成的、与所述框体接合的第二板，所述第二板与所述第一板一起夹着所述第一蓄电单电池和所述第二蓄电单电池。
5.如权利要求4所述的蓄电组合体，其特征在于，还包括：
配置在多个所述蓄电组件之间的、与所述第一板或者所述第二板相接触的冷却套。
6.如权利要求4所述的蓄电组合体，其特征在于，还包括：
所述框体包括与所述第一蓄电单电池和所述第二蓄电单电池电连接的正极端子和负极端子，所述正极端子和所述负极端子在所述框体的一个面中对称地配置，
所述蓄电组合体还包括连结部件，所述连结部件连结一个所述蓄电组件的所述正极端子或者所述负极端子与另一个所述蓄电组件的所述正极端子或者所述负极端子。
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