CN116666855A - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池组，该电池组具备：多个单电池(100)，沿着第1方向排列；外壳(200)，具有收纳多个单电池(100)的内部空间；以及片材部件(233)，被设置于外壳(200)，并具有通气性。片材部件(233)设置于构成外壳(200)的底部的冷却板(230)或者与冷却板(230)一体化的部件。

Description

电池组
技术领域
本技术涉及电池组。
背景技术
将多个单电池收纳于外壳的电池组被记载于日本特开2012－015121号公报以及日本特开2018－041614号公报。例如，在日本特开2018－041614号公报所记载的电池组中，示出了在电池组外壳的侧壁部设置有使外壳内外连通的呼吸孔以及呼吸膜的电池组。
发明内容
从效率性的观点考虑，电池组的结露防止机构依然存在改善的余地。本技术的目的在于，提供能够有效地抑制外壳内部中的结露的电池组。
本技术所涉及的电池组具备：多个单电池，沿着第1方向排列；外壳，具有收纳多个单电池的内部空间；以及片材部件，被设置于外壳，具有通气性。片材部件被设置于构成外壳的底部的冷却板或者与冷却板一体化的部件。
根据关联附图理解的与本发明相关的下述详细说明，本发明的上述以及其他目的、特征、方面以及优点会变得清楚。
附图说明
图1是表示电池组所包括的单电池的图。
图2是电池组的外观图。
图3是表示外壳的内部的立体图。
图4是表示外壳的内部的俯视图。
图5是表示冷却板的剖面的图。
图6是表示设置于冷却板的气体的排出通路的放大剖视图。
图7是表示气体的排出通路的变形例的放大剖视图(其1)。
图8是表示气体的排出通路的变形例的放大剖视图(其2)。
图9是表示气体的排出通路的变形例的放大剖视图(其3)。
图10是表示气体的排出通路的变形例的放大剖视图(其4)。
图11是表示气体的排出通路的变形例的放大剖视图(其5)。
图12是表示外壳与冷却板的接合部的构造的剖视立体图。
图13是从背面侧观察图12所示的冷却板的图。
图14是表示形成有冷却介质通路和气体的排出通路的冷却板的例子的俯视图(其1)。
图15是表示形成有冷却介质通路和气体的排出通路的冷却板的例子的俯视图(其2)。
图16是表示形成有冷却介质通路和气体的排出通路的冷却板的例子的俯视图(其3)。
图17是表示形成有冷却介质通路和气体的排出通路的冷却板的例子的俯视图(其4)。
图18是表示形成有冷却介质通路和气体的排出通路的冷却板的例子的俯视图(其5)。
图19是表示形成有冷却介质通路和气体的排出通路的冷却板的例子的俯视图(其6)。
图20是电池组的变形例的剖视图。
图21是表示图20所示的电池组的端部附近的构造的剖视图。
具体实施方式
以下，对本技术的实施方式进行说明。其中，对相同或者相当的部分标注相同的参照附图标记，有时不重复其说明。
其中，在以下说明的实施方式中，在提及个数、量等的情况下除了有特别记载的情况之外，否则本技术的范围不一定限定于该个数、量等。另外，在以下的实施方式中，除了有特别记载的情况之外各个构成要素对于本技术而言不一定是必须的。另外，本技术并不限定于一定起到在本实施方式中提及的全部作用效果。
此外，在本说明书中，“具备(comprise)”以及“包括(include)”、“具有(have)”的记载是开放结尾形式。即，在包括某个结构的情况下，可以包括该结构以外的其他结构，也可以不包括该结构以外的其他结构。
另外，当在本说明书中表示几何学的术语以及位置/方向关系的语句例如使用了“平行”、“正交”、“倾斜45°”、“同轴”、“沿着”等语句的情况下，上述语句允许制造误差或少许的变动。在本说明书中使用“上侧”、“下侧”等表示相对位置关系的语句的情况下，上述语句被作为1个状态下的表示相对位置关系的语句来使用，相对位置关系能够根据各机构的设置方向(例如使机构整体上下反转等)来反转或转动至任意的角度。
在本说明书中，“电池”并不限定于锂离子电池，可包括镍氢电池等其他电池。在本说明书中，“电极”能够通称正极以及负极。另外，“电极板”能够通称正极板以及负极板。
图1是表示本实施方式所涉及的电池组所包括的单电池100的图。如图1所示，单电池100形成为平坦面状的大致长方体形状。在电池组内，单电池100被沿Y轴方向(第1方向)层叠。
电极端子110包括正极端子111和负极端子112。正极端子111和负极端子112沿X轴方向(第2方向)排列。电极端子110被设置于方形的框体120的上表面。
沿着Z轴方向(第3方向)对置的框体120的上表面以及底面具有X轴方向成为长边方向、Y轴方向成为短边方向那样的大致长方形形状。在框体120收纳有电极体以及电解液。在框体120的上表面设置有气体排出阀121。在框体120内的压力上升时，气体排出阀121开阀而排出框体120内的气体。
此外，本技术所涉及的单电池不限定于方形的单电池100，例如也可以是圆筒形的单电池。
图2是电池组1的外观图。如图2所示，电池组1包括外壳200。外壳200包括罩210、主体220以及冷却板230。罩210、主体220以及冷却板230构成用于确保外壳200的强度的构造部件。将主体220设计为有底容器，可以使其底部与冷却板230一体化，也可以由冷却板230构成主体220的底部。冷却板230具有通向形成于其内部的冷却介质通路231(参照图5)的入口部231A以及出口部231B。
图3是表示外壳200的内部的立体图，图4是表示外壳200的内部的俯视图。如图3、图4所示，在外壳200的内部空间排列有多个单电池100。多个单电池100沿着Y轴方向(第1方向)排列。多个单电池100以在Y轴方向被约束了的状态收纳于外壳200的内部空间。多个单电池100通过汇流条300相互电连接。也能够不在冷却板230设置冷却介质通路231，而使帕尔贴元件等冷却单元与冷却板230接触来对冷却板230进行冷却。
图5是表示冷却板230的剖面的图。如图5所示，冷却板230(板状部分)构成外壳200的底部。冷却板230的内部形成有供冷却介质流动的冷却介质通路231和能够将外壳200的内部空间的气体排出至外壳200的外部的排出通路232。冷却板230例如能够由挤压件(extrusion material)形成。冷却介质通路231以及排出通路232以沿板状的冷却板230的延伸方向延伸的方式形成在冷却板230的厚度内。因此，能够在通过挤压成形形成冷却板230的同时形成冷却介质通路231以及排出通路232。
例如，在被收纳于外壳200的多个单电池100的1个发生了热失控时，从单电池100的气体排出阀121排出框体120内部的气体，外壳200内的内压上升。在本实施方式所涉及的电池组1中，通过在作为外壳200的构造部件的冷却板230设置作为气体的排出路径的排出通路232，由此即便是高容量的电池组1，也能够不设置另外的安全阀就将热失控时的喷出气体从外壳200排出。因此，能够不使制造成本增大且不将电池组1大型化地使外壳200具有气体的排出功能。
另外，由于在外壳200的内压上升时从单电池100喷出的气体在通过形成于冷却板230的排出通路232之后被排出至外壳200的外部，所以可促进气体的冷却。因此，能够降低从外壳200排出的气体的温度。
图6是表示气体的排出通路232的放大剖视图。图6所示的排出通路232由通过形成冷却板230时的挤压成形而形成的孔构成。在外壳200的主体220的底部设置有贯通孔220A。在冷却板230设置有与排出通路232连通的入口部232A。贯通孔220A与入口部232A相互连通。因此，排出通路232经由贯通孔220A以及入口部232A与外壳200的内部空间连通。
在贯通孔220A的内侧设置具有通气性以及防水性的片材部件233(通气防水片材)。片材部件233被设置为封堵排出通路232的入口部232A。片材部件233被设置为面向外壳200的内部空间。
片材部件233使气体(gas)通过，另一方面，能够截断水分(液体)。片材部件233作为减少通常时的外壳200内外的压力差的呼吸阀发挥功能。片材部件233例如能够由戈尔特斯(Gore-Tex，注册商标)等防水透湿性材料构成。
在外壳200的内压上升时，片材部件233破裂或者片材部件233脱落，从单电池100喷出的气体以及其他喷出物被排出至外壳200的外部。通过在排出通路232的入口部232A设置片材部件233，能够不阻碍外壳200的内部空间的气体的经由排出通路232的排出地抑制通常时的水分以及尘埃向外壳200的内部空间的进入(防水、防尘)。另外，由于能够兼作内压上升时的气体的排出通路232和通常时的呼吸通路，所以能够实现电池组1的小型化、制造成本的减少(部件个数减少)。
若冷却板230被冷却，则在形成于冷却板230内的排出通路232中容易产生结露。由于由此片材部件233周边部的湿气(水蒸气)结露，所以可抑制水蒸气进入至外壳200的内部空间，能有效地抑制外壳200的内部空间中的结露的产生。
通过在面向外壳200的内部空间的位置设置片材部件233，能够抑制因外部环境(例如车辆的高压洗车时的水压等)而损伤片材部件233。但是，片材部件233的设置位置并不限定于面向外壳200的内部空间的位置，也可以设置为面向外壳200的外部。
作为以上的结果，在本实施方式所涉及的电池组1中，可抑制在外壳200的内部产生结露。
图7～图11是表示气体的排出通路的变形例的图。可以如图7所示，排出通路232由朝向冷却板230的上表面开口的槽部构成。另外，可以如图8、图9所示，在外壳200的主体220的底部与冷却板230之间设置片材部件233。并且，可以如图10、图11所示，以向冷却板230的背面侧(与外壳200的主体220相反侧)开口的方式形成排出通路232的出口部232B，在出口部232B的外侧(冷却板230的背面上)设置片材部件233。
图12是表示外壳200的主体220与冷却板230的接合部的构造的剖视立体图，图13是从背面侧观察图12所示的冷却板230的图。
在图12、图13所示的例子中，在沿Y轴方向延伸的冷却介质通路231的X轴方向的两侧形成有排出通路232。通过形成于外壳200的主体220的底部的贯通孔220A与形成于冷却板230的排出通路232的入口部232A连通，使得外壳200的内部空间与排出通路232连通。在从入口部232A沿Y轴方向离开的位置形成有排出通路232的出口部232B。出口部232B被设置为在冷却板230的背面侧开口。
图14～图19是表示冷却板230的例子的俯视图。如图14～图19所示，冷却板230具有包括沿Y轴方向延伸的长边以及沿X轴方向延伸的短边的大致矩形形状。供冷却介质流动的冷却介质通路231以及排出气体的排出通路232沿着Y轴方向延伸。
在图14的例子中，在冷却板230中的Y轴方向的两端部形成排出通路232的出口部232B。通过设置多个出口部232B，能够使排出通路232的出口面积增大。图14所示的排出通路232的流路截面积例如为200mm2以上1500mm2以下左右(优选为400mm2以上1000mm2以下左右)。外壳200的内压上升时在排出通路232流动的气体的流量最大例如为200升/秒以上左右(持续几数左右)。在外壳200的内压上升时，例如持续十几秒～30秒钟左右从排出通路232排出气体。但是，排出通路232的流路截面积以及气体的流量并不限定于上述的范围。
另外，在图14的例子中，在冷却板230设置有1条排出通路232，但排出通路232的方式并不限定于此。可以将相互不连通的多个排出通路232设置于冷却板230，并对各个排出通路232设置入口部232A和出口部232B。由此，能够进一步增多气体流量。
在图15～图19的例子中，形成有与排出通路232连通的回水弯(trap)部232C。回水弯部232C的前端被闭塞。回水弯部232C以沿冷却板230的延伸方向(X－Y平面方向)延伸的方式形成在冷却板230的厚度内。
可以如图15所示，在冷却板230中的Y轴方向的两端部形成排出通路232的出口部232B。可以如图16所示，在冷却板230的背面形成排出通路232的出口部232B。可以如图17所示，排出通路232的一部分与回水弯部232C平行地延伸。可以如图18所示，出口部232B仅形成于一处。可以如图19所示，设置为排出通路232的一部分沿X轴方向延伸，并跨过冷却介质通路231达到X轴方向的相反侧。
如图15～图19的例子所示，通过在排出通路232设置屈曲部、设置前端闭塞了的回水弯部232C，能够抑制从热失控的单电池100产生的气体以外的喷出物、火花被从出口部232B排出。
根据本实施方式所涉及的电池组1，通过在冷却板230的厚度内设置气体的排出通路232，能够使外壳200的构造部件具有内压上升时的气体排出路径的功能。由此，能够不使制造成本增大且不将电池组1大型化地具有内压上升时的气体的排出功能。
另外，排出通路232的出口部232B也形成于冷却板230的内部，能够省略向外壳200的外部突出的部分。
此外，形成排出通路232的部件不一定限定于冷却板230，也可以在外壳200的侧面部形成排出通路232。
图20是电池组1的变形例的剖视图。在本变形例中，如图20所示，通过将2个电池组1A、1B重叠而形成了电池组1。
图21是表示电池组1A的端部附近的构造的剖视图。如图21所示，在单电池100的层叠体的端部设置端板400。在多个单电池100之间设置隔板500。
在本变形例中，外壳200的主体220与冷却板230被一体化。在主体220设置通常时的呼吸通路(未图示)以及片材部件233。此外，通常时的呼吸通路与内压上升时的气体的排出通路232可以不必被兼用。
主体220可以由与冷却板230相同的部件构成，也可以是独立的部件通过焊接接合等而一体化。无论如何，应该解释为能够评价为与冷却板230热接合为一体的部件是与冷却板230一体化的部件。
在主体220形成有孔部220B。能够将通过了片材部件233的气体导入至孔部220B。并且，还能够使形成于冷却板230的通路与孔部220B连通，自由地调整该通路的出口的位置或方向。
在图20、图21所示的变形例中，也与在冷却板230设置片材部件233的情况同样，可抑制水蒸气进入至外壳200的内部空间，能有效地抑制外壳200的内部空间中的结露的产生。
对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为这次公开的实施方式在全部的点上都是例示而非限制性的。本发明的范围由本申请请求保护的技术方案示出，意在包括与本申请请求保护的技术方案等同的含义及范围内的全部变更。

Claims (6)

1.一种电池组，其特征在于，具备：
多个单电池，沿着第1方向排列；
外壳，具有收纳所述多个单电池的内部空间；以及
片材部件，被设置于所述外壳，并具有通气性，
所述片材部件设置于构成所述外壳的底部的冷却板或者与所述冷却板一体化的部件。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，
与所述冷却板一体化的部件构成所述外壳的侧面或者底面。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，
所述片材部件被设置为面向所述内部空间。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池组，其特征在于，
能够排出所述内部空间的气体的排出通路以沿所述冷却板的延伸方向延伸的方式形成在所述冷却板的厚度内，
所述片材部件以封堵所述排出通路的方式设置于所述排出通路上。
5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，
所述冷却板包括通过挤压成形而形成的挤压件，
所述排出通路包括通过所述挤压成形而形成的槽或者孔。
6.根据权利要求4或5所述的电池组，其特征在于，
所述冷却板具有包括长边和短边的大致矩形形状，
所述排出通路包括在沿着所述长边的方向延伸的部分。
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