DE112015001923T5

DE112015001923T5 - Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie

Info

Publication number: DE112015001923T5
Application number: DE112015001923.5T
Authority: DE
Inventors: Atsushi MINAGATA; Motoaki Okuda
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2017-01-05
Also published as: JPWO2015163004A1; US20170040588A1; WO2015163004A1; CN106233506A; KR101895365B1; JP6237892B2; KR20170010763A

Abstract

Eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie hat eine Stromunterbrechungsvorrichtung. Die Stromunterbrechungsvorrichtung hat ein erstes leitendes Bauteil, ein zweites leitendes Bauteil, ein verformbares Bauteil und ein erstes Dichtungsbauteil. Das erste leitende Bauteil ist an einem Gehäuse fixiert. Das zweite leitende Bauteil ist an einer Position gegenüberliegend zu dem ersten leitenden Bauteil angeordnet. Ein Ende des verformbaren Bauteils ist an dem ersten leitenden Bauteil fixiert. Ein Mittenabschnitt des verformbaren Bauteils ist an dem zweiten leitenden Bauteil fixiert. Ein erstes Dichtungsbauteil ist zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet. Ein zweites Dichtungsbauteil ist zwischen einem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser des ersten leitenden Bauteils und dem Gehäuse angeordnet. Ein Material des zweiten Dichtungsbauteils ist Gummi. Das zweite Dichtungsbauteil hält ein Inneres des Gehäuses luftdicht gegenüber einem Äußeren des Gehäuses.

Description

Technisches Gebiet
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-089298 , die am 23. April 2014 eingereicht wurde und deren gesamte Inhalte hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen sind. Die hierin offenbarte Technik betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie, die eine Stromunterbrechungsvorrichtung aufweist.
Stand der Technik
Es wurden Stromunterbrechungsvorrichtungen entwickelt, die gestaltet sind, um einen zwischen Elektrodenanschlüssen (Positivanschluss und Negativanschluss) fließenden Strom in einem Fall zu unterbrechen, in dem eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie überladen ist oder ein Kurzschluss in der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie auftritt. Die Stromunterbrechungsvorrichtung ist zwischen dem Elektrodenanschluss und einer korrespondierenden Elektrode (zwischen einem Positivanschluss und einer Positivelektrode oder zwischen einem Negativanschluss und einer Negativelektrode) angeordnet. Die Stromunterbrechungsvorrichtung ist gestaltet, um eine Leitung zwischen dem Elektrodenanschluss und der Elektrode zu unterbrechen, wenn ein Druck in einem Gehäuse der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie ansteigt. Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-28008 offenbart eine Stromunterbrechungsvorrichtung mit einem zweiten leitenden Bauteil, das einem ersten leitenden Bauteil gegenüberliegt. Das zweite leitende Bauteil ist mit einer Elektrode verbunden. Des Weiteren ist ein verformbares Bauteil zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet. Ein Ende des verformbaren Bauteils ist mit dem ersten leitenden Bauteil verbunden, und eine Mitte des verformbaren Bauteils ist mit dem zweiten leitenden Bauteil verbunden. In der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-28008 ist ein Dichtungsbauteil zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil angeordnet. Nachstehend wird auf die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012-28008 als Patentliteratur 1 Bezug genommen.
Zusammenfassung der Erfindung
In Patentliteratur 1 ist das Dichtungsbauteil zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil derart angeordnet, dass ein Inneres des Gehäuses luftdicht gegenüber einem Äußeren des Gehäuses gehalten wird. Falls jedoch ein Spalt zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil vollständig gedichtet ist, kann Gas, das während eines normalen Betriebs einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie erzeugt wird, bewirken, dass sich ein Druck in dem Gehäuse allmählich erhöht. Als eine Folge kann es einen Fall geben, in dem, selbst wenn eine Abnormalität in der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie nicht auftritt, die Stromunterbrechungsvorrichtung betätigt wird, um die Leitung zwischen dem Elektrodenanschluss und der Elektrode zu unterbrechen. Das heißt ein Ansprechverhalten der Stromunterbrechungsvorrichtung ist verringert. Gemäß der Technik, die hierin offenbart ist, wird die Verringerung des Ansprechverhaltens einer Stromunterbrechungsvorrichtung beschränkt.
Eine hierin offenbarte Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie weist ein Gehäuse, eine Elektrode, einen Elektrodenanschluss und eine Stromunterbrechungsvorrichtung auf. Die Elektrode ist in dem Gehäuse aufgenommen. Der Elektrodenanschluss ist an dem Gehäuse fixiert und gestaltet, um Elektrizität mit der Elektrode zu übertragen. Die Stromunterbrechungsvorrichtung ist gestaltet, um eine Leitung zwischen der Elektrode und dem Elektrodenanschluss zu unterbrechen, wenn ein Druck in dem Gehäuse einen vorbestimmten Wert übersteigt. Die Stromunterbrechungsvorrichtung hat ein erstes leitendes Bauteil, ein zweites leitendes Bauteil, ein verformbares Bauteil und ein erstes Dichtungsbauteil. Das erste leitende Bauteil ist an dem Gehäuse fixiert. Das erste leitende Bauteil ist mit dem Elektrodenanschluss verbunden. Das zweite leitende Bauteil ist an einer Position angeordnet, die beabstandet ist von und gegenüberliegend ist zu dem ersten leitenden Bauteil. Das zweite leitende Bauteil ist mit der Elektrode verbunden. Das verformbare Bauteil ist zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet. Ein Ende des verformbaren Bauteils ist mit dem ersten leitenden Bauteil verbunden, und ein Mittenabschnitt des verformbaren Bauteils ist mit dem zweiten leitenden Bauteil verbunden. Das verformbare Bauteil ist gestaltet, um mit dem zweiten leitenden Bauteil außer Leitung gebracht zu werden, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt. Das erste Dichtungsbauteil ist zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet. Das erste Dichtungsbauteil hält ein Inneres der Stromunterbrechungsvorrichtung luftdicht gegenüber einem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung. Die Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie, die hierin offenbart ist, weist des Weiteren ein zweites Dichtungsbauteil auf. Das zweite Dichtungsbauteil ist zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil angeordnet. Das zweite Dichtungsbauteil hält ein Inneres des Gehäuses luftdicht gegenüber einem Äußeren des Gehäuses. Ein Material des zweiten Dichtungsbauteils ist Gummi.
In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie ist das Innere des Gehäuses luftdicht gegenüber dem Äußeren des Gehäuses durch das zweite Dichtungsbauteil gehalten. Das Material des zweiten Dichtungsbauteils ist Gummi. Der Gummi hat eine Gaspermeabilität. Somit geht, falls Gas in dem Gehäuse erzeugt wird, das Gas allmählich durch das zweite Dichtungsbauteil hindurch, bevor der Druck in dem Gehäuse übermäßig hoch wird, wodurch ein Druck in dem Gehäuse geeignet aufrechterhalten werden kann. Als eine Folge kann eine falsche Betätigung der Stromunterbrechungsvorrichtung beschränkt werden. Es sei angemerkt, dass sich in einem Fall, in dem eine Abnormalität in der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie auftritt, der Druck in dem Gehäuse schnell erhöht. Aufgrund dessen übersteigt, bevor das Gas durch das zweite Dichtungsbauteil hindurchgegangen ist, der Druck in dem Gehäuse einen vorbestimmten Wert, um eine Betätigung der Stromunterbrechungsvorrichtung zu bewirken, wobei als eine Folge davon die Leitung zwischen dem Elektrodenanschluss und der Elektrode unterbrochen werden kann.
Gemäß der hierin offenbarten Technik kann die Verringerung des Ansprechverhaltens einer Stromunterbrechungsvorrichtung beschränkt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Stromunterbrechungsvorrichtung, die in der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird;
3 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
4 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Stromunterbrechungsvorrichtung, die in der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet wird.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nun werden einige technische Merkmale einer Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie, die hierin offenbart ist, beschrieben. Es sei angemerkt, dass Dinge, die nachstehend beschrieben sind, jeweils unabhängig technische Nutzbarkeit haben.
Die Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie weist ein Gehäuse, eine Elektrodenbaugruppe, einen Elektrodenanschluss und eine Stromunterbrechungsvorrichtung auf. Die Elektrodenbaugruppe kann in dem Gehäuse aufgenommen sein und kann eine Positivelektrode und eine Negativelektrode haben. Der Elektrodenanschluss kann über ein Inneres und Äußeres des Gehäuses vorgesehen sein. Das heißt ein Teil des Elektrodenanschlusses ist an dem Äußeren des Gehäuses gelegen, und ein anderer Teil des Elektrodenanschlusses kann an dem Inneren des Gehäuses gelegen sein. Des Weiteren kann der Elektrodenanschluss an dem Gehäuse fixiert sein. Der Elektrodenanschluss kann gestaltet sein, um Elektrizität mit einer Elektrode (Positivelektrode oder Negativelektrode) zu übertragen. Die Stromunterbrechungsvorrichtung kann mit einem Negativanschluss und einer Negativelektrode verbunden sein. In diesem Fall ist die Stromunterbrechungsvorrichtung an einem leitenden Pfad zwischen dem Negativanschluss und der Negativelektrode angeordnet und gestaltet, um einen Zustand des Negativanschlusses und der Negativelektrode vom einem leitenden Zustand in einen nicht leitenden Zustand umzuschalten, wenn ein Innendruck in dem Gehäuse einen vorbestimmten Wert übersteigt. Die Stromunterbrechungsvorrichtung kann mit einem Positivanschluss und der Positivelektrode verbunden sein. In diesem Fall ist die Stromunterbrechungsvorrichtung an einem leitenden Pfad zwischen dem Positivanschluss und der Positivelektrode angeordnet und gestaltet, um einen Zustand des Positivanschlusses und der Positivelektrode von einem leitenden Zustand in einen nicht leitenden Zustand umzuschalten, wenn der Innendruck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt.
Die Stromunterbrechungsvorrichtung kann ein erstes leitendes Bauteil, ein zweites leitendes Bauteil, ein verformbares Bauteil und ein erstes Dichtungsbauteil aufweisen. Das erste leitende Bauteil kann an dem Gehäuse der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie fixiert sein. Das erste leitende Bauteil kann mit dem Elektrodenanschluss verbunden sein. Alternativ kann das erste leitende Bauteil ein Teil des Elektrodenanschlusses sein. Das erste leitende Bauteil kann einen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser, der in dem Gehäuse gelegen ist, und einen Vorsprungsabschnitt haben, der zu dem Äußeren des Gehäuses durch ein Durchgangsloch hindurch vorsteht, das an dem Gehäuse vorgesehen ist. Des Weiteren kann der Vorsprungsabschnitt mit einem Bolzenabschnitt versehen sein. Das erste leitende Bauteil kann an dem Gehäuse durch Befestigen einer Mutter an dem Bolzenabschnitt, der an dem Vorsprungsabschnitt vorgesehen ist, fixiert sein. Eine Größe des Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser kann größer sein als die des Durchgangslochs, das an dem Gehäuse vorgesehen ist. Das heißt ein Teil des Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser kann dem Gehäuse gegenüberliegen. Eine Endfläche an einer Elektrodenbaugruppen zugewandten Seite des ersten leitenden Bauteils kann dem zweiten leitenden Bauteil gegenüberliegen. Ein Mittenabschnitt der Endfläche kann mit einem ausgespartem Abschnitt versehen sein, der zu einer Seite entgegengesetzt zu dem zweiten leitenden Bauteil ausgespart ist.
Das zweite leitende Bauteil kann an einer Position angeordnet sein, die gegenüberliegend zu und beabstandet ist von dem ersten leitenden Bauteil. Das zweite leitende Bauteil kann mit der Elektrode verbunden sein. Eine Dicke eines Mittenabschnitts des zweiten leitenden Bauteils kann kleiner sein als eine Dicke eines Endes des zweiten leitenden Bauteils. An dem Mittenabschnitt des zweiten leitenden Bauteils kann eine brechbare Nut vorgesehen sein, die zuerst abbricht, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt. Die brechbare Nut kann einen Kreis bilden, der fortlaufend oder unterbrochen ist, an dem Mittenabschnitt des zweiten leitenden Bauteils. Es sei angemerkt, dass die brechbare Nut nur ein zerbrechlicher Abschnitt sein kann, der zuerst abbricht, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt, und kann lokal an dem Mittenabschnitt des zweiten leitenden Bauteils vorgesehen sein.
Das verformbare Bauteil kann zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet sein. Ein Ende des verformbaren Bauteils kann mit dem ersten leitenden Bauteil verbunden sein, und ein Mittenabschnitt des verformbaren Bauteils kann mit dem zweiten leitenden Bauteil verbunden sein. Der Mittenabschnitt des verformbaren Bauteils kann an dem zweiten leitenden Bauteil an einer Position fixiert sein, die von der brechbaren Nut umgeben ist. Das verformbare Bauteil kann mit dem zweiten leitenden Bauteil außer Leitung gebracht werden, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt. Der Mittenabschnitt des verformbaren Bauteils kann gestaltet sein, um zu dem zweiten leitenden Bauteil vorzustehen, wenn eine Leitung zwischen dem verformbaren Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil hergestellt ist, und kann gestaltet sein, um verformt zu sein, um zu dem ersten leitenden Bauteil vorzustehen, wenn das verformbare Bauteil außer Leitung mit dem zweiten leitenden Bauteil ist.
Das erste Dichtungsbauteil kann zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet sein. Das erste Dichtungsbauteil kann eine Isolationseigenschaft haben. Ein Material des ersten Dichtungsbauteils kann beispielsweise Harz oder Gummi sein. Das erste Dichtungsbauteil kann gestaltet sein, um einen Raum, der von dem ersten Dichtungsbauteil, dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil (Raum an einem Inneren der Stromunterbrechungsvorrichtung) umgeben ist, von einem Raum an einem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung zu trennen. Das heißt das erste Dichtungsbauteil kann den Raum an dem Inneren der Stromunterbrechungsvorrichtung luftdicht gegenüber dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung halten. Das erste Dichtungsbauteil kann an einem Äußeren des vorstehend genannten verformbaren Bauteils, des ersten leitenden Bauteils und des zweiten leitenden Bauteils dichten.
An dem Inneren des Gehäuses kann das zweite Dichtungsbauteil zwischen einer Innenwand des Gehäuses und dem ersten leitenden Bauteil angeordnet sein. Das zweite Dichtungsbauteil kann zwischen der Innenwand des Gehäuses und dem zuvor genannten Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser angeordnet sein. Das zweite Dichtungsbauteil kann das Innere des Gehäuses luftdicht gegenüber dem Äußeren des Gehäuses halten. Das zweite Dichtungsbauteil kann eine Isolationseigenschaft haben. Ein Material des zweiten Dichtungsbauteils kann beispielsweise Gummi sein. Das Material des zweiten Dichtungsbauteils kann das gleiche wie das Material des ersten Dichtungsbauteils sein oder von diesem verschieden sein.
Eine Luftdichtigkeit der Stromunterbrechungsvorrichtung kann gleich wie oder höher als eine Luftdichtigkeit des Gehäuses sein. Das heißt eine Gaspermeabilität (nachstehend als „erste Gaspermeabilität” bezeichnet) zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil, was dort ist, wo das erste Dichtungsbauteil dichtet, kann gleich wie oder geringer sein als eine Gaspermeabilität (nachstehend als „zweite Gaspermeabilität” bezeichnet) zwischen dem Gehäuse und dem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser, was dort ist, wo das zweite Dichtungsbauteil dichtet. In diesem Fall kann ein Material, das eine geringere Gaspermeabilität hat als das Material des zweiten Dichtungsbauteils als das Material des ersten Dichtungsbauteils verwendet werden. Alternativ können die Materialien des ersten Dichtungsbauteils und des zweiten Dichtungsbauteils die gleichen sein, und die erste Gaspermeabilität kann auf strukturelle Weise eingestellt sein, um gleich wie oder geringer als die zweite Gaspermeabilität zu sein.
Wenn die Materialien des ersten Dichtungsbauteils und des zweiten Dichtungsbauteils die gleichen sind, kann eine Breite des ersten Dichtungsbauteils (Abstand zwischen einer Fläche, die an einer Innenseite der Stromunterbrechungsvorrichtung gelegen ist, und einer Fläche, die an einer Außenseite der Stromunterbrechungsvorrichtung gelegen ist) gleich wie oder größer als eine Breite des zweiten Dichtungsbauteils (Abstand zwischen einer Fläche, die an einer Innenseite des Gehäuses gelegen ist, und einer Fläche, die an einer Außenseite des Gehäuses gelegen ist) sein. Alternativ kann ein Kontaktbereich, in dem das erste Dichtungsbauteil mit dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil in Kontakt ist, festgelegt sein, um gleich wie oder größer zu sein als ein Kontaktbereich, in dem das zweite Dichtungsbauteil mit dem Gehäuse und dem Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser in Kontakt ist. Es sei angemerkt, dass die Luftdichtigkeit der Stromunterbrechungsvorrichtung höher sein kann als die Luftdichtigkeit des Gehäuses.
Ein Isolationsbauteil kann zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet sein. Des Weiteren kann das Isolationsbauteil zwischen dem verformbaren Bauteil und dem ersten Dichtungsbauteil angeordnet sein. Das heißt das vorstehend genannte Ende des verformbaren Bauteils kann an dem ersten leitenden Bauteil an einer Innenseite bezüglich des Isolationsbauteils fixiert sein. Das Isolationsbauteil kann einen Zwischenraum zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil aufrechterhalten. Ein Zwischenraum kann zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil außerhalb eines Bereichs vorgesehen sein, in dem das Isolationsbauteil vorgesehen ist. Das Isolationsbauteil kann eine Ringform haben. Das Isolationsbauteil kann zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil in einem Zustand angeordnet sein, in dem das Isolationsbauteil mit dem verformbaren Bauteil und dem ersten Dichtungsbauteil nicht in Kontakt ist. Des Weiteren kann in der Endfläche an einer dem zweiten Bauteil zugewandten Seite des ersten leitenden Bauteils eine Aussparung vorgesehen sein, die gestaltet ist, um einen Teil des Isolationsbauteils aufzunehmen. Im Speziellen kann, von der Endfläche an der dem zweiten leitenden Bauteil zugewandten Seite des ersten leitenden Bauteils, ein Teil, um einen Kontakt mit einer Endfläche an einer dem ersten leitenden Bauteil zugewandten Seite des Isolationsbauteils zu bilden, bezüglich seiner Umgebung ausgespart sein, die keinen Kontakt mit dem Isolationsbauteil bildet. In gleicher Weise kann, in einer Endfläche an einer dem ersten leitenden Bauteil zugewandten Seite des zweiten leitenden Bauteils, eine Aussparung vorgesehen sein, die gestaltet ist, um einen anderen Teil des Isolationsbauteils aufzunehmen. Das heißt, von der Endfläche an der dem ersten leitenden Bauteil zugewandten Seite des zweiten leitenden Bauteils, kann ein Teil, um einen Kontakt mit einer Endfläche an einer dem zweiten leitenden Bauteil zugewandten Seite des Isolationsbauteils zu bilden, bezüglich seiner Umgebung ausgespart sein kann, die keinen Kontakt mit dem Isolationsbauteil bildet.
Ein zweites verformbares Bauteil kann an einer Seite entgegengesetzt zu dem vorstehend genannten verformbaren Bauteil bezüglich des zweiten leitenden Bauteils angeordnet sein. Nachstehend wird das verformbare Bauteil, das zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet ist, als ein erstes verformbares Bauteil bezeichnet, und das verformbare Bauteil, das an einer Seite entgegengesetzt zu dem ersten verformbaren Bauteil bezüglich des zweiten leitenden Bauteils angeordnet ist, wird als das zweite verformbare Bauteil bezeichnet. Das zweite verformbare Bauteil kann an dem zweiten leitenden Bauteil fixiert sein. Das zweite verformbare Bauteil kann zwischen dem zweiten leitenden Bauteil und der Elektrodenbaugruppe vorgesehen sein. Das zweite verformbare Bauteil kann das Innere und Äußere der Stromunterbrechungsvorrichtung trennen. Das heißt das zweite verformbare Bauteil kann eine Außenfläche der Stromunterbrechungsvorrichtung derart bilden, dass der Druck in dem Gehäuse direkt auf das zweite verformbare Bauteil aufgebracht wird. An einem Mittenabschnitt an einer dem zweiten leitenden Bauteil zugewandten Seite des zweiten verformbaren Bauteils kann ein Vorsprung vorgesehen sein, der eine Form hat, die zu dem zweiten leitenden Bauteil vorsteht. Der Vorsprung kann einem Abschnitt, der von der brechbaren Nut des zweiten leitenden Bauteils umgeben ist, in einem Zustand gegenüberliegen, in dem der Vorsprung von dem zweiten leitenden Bauteil beabstandet ist. Der Vorsprung kann eine Isolationseigenschaft haben.
Der Mittenabschnitt des zweiten verformbaren Bauteils kann gestaltet sein, um in einer Richtung weg von dem zweiten leitenden Bauteil vorzustehen, wenn der Druck in dem Gehäuse gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, und kann gestaltet sein, um sich zu dem zweiten Bauteil hin zu bewegen, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt, derart, dass der Vorsprung mit dem zweiten leitenden Bauteil in Kontakt kommt. Der Vorsprung kann mit dem zweiten leitenden Bauteil in Kontakt kommen, um das zweite leitende Bauteil derart abzubrechen, dass das erste verformbare Bauteil und das zweite leitende Bauteil außer Kontakt miteinander gebracht werden. Das zweite verformbare Bauteil kann denselben Aufbau wie das erste verformbare Bauteil haben. Das zweite verformbare Bauteil kann aus Metall gemacht sein oder kann aus etwas anderem als Metall gemacht sein.
Beispiele der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie, die hierin offenbart sind, umfassen eine Sekundärbatterie und einen Kondensator. Beispiele der Elektrodenbaugruppe der Sekundärbatterie umfassen eine Elektrodenbaugruppe der Stapelbauart, bei der eine Vielzahl von Zellen, die jeweils ein Paar von Elektroden (eine Negativelektrode und eine Positivelektrode) haben, die einander über einen Separator gegenüberliegen, gestapelt sind, und eine Elektrodenbaugruppe der gewundenen Bauart, bei der eine Zellenlage mit einem Paar Elektroden, die einander über einen Separator gegenüberliegen, in einer Spiralform ausgebildet ist. Des Weiteren kann die Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie, die hierin offenbart ist, beispielsweise an einem Fahrzeug montiert werden und elektrische Leistung zu einem Motor zuführen. Nachstehend wird ein Aufbau der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben. Es sei angemerkt, dass eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben wird, die eine Stromunterbrechungsvorrichtung aufweist, die mit einem Negativanschluss und einer Negativelektrode verbunden ist. Die hierin offenbarte Technik ist auch auf eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie anwendbar, die eine Stromunterbrechungsvorrichtung aufweist, die mit einem Positivanschluss und einer Positivelektrode verbunden ist.
(Erste Ausführungsform)
Mit Bezug auf 1 wird ein Aufbau einer Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben. Die Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie weist ein Gehäuse 18, eine Elektrodenbaugruppe 52, einen Positivanschluss 2, einen Negativanschluss 30 und eine Stromunterbrechungsvorrichtung 50 auf. Das Gehäuse 18 ist aus Metall gemacht und hat im Wesentlichen eine Quaderform. Das Gehäuse 18 hat einen Deckel 18a und einen Körper 18b. Die Elektrodenbaugruppe 52 und die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 sind in dem Gehäuse aufgenommen. Die Elektrodenbaugruppe 52 hat eine Positivelektrode und eine Negativelektrode (nicht gezeigt). Eine Positivlasche 16 ist an der Positivelektrode fixiert, und eine Negativlasche 20 ist an der Negativelektrode fixiert. Ein Inneres des Gehäuses 18 ist mit einer Elektrolytlösung gefüllt.
Der Positivanschluss 2 und der Negativanschluss 30 erstrecken sich über das Innere und ein Äußeres des Gehäuses 18. Der Positivanschluss 2 und der Negativanschluss 30 sind an einer von Richtungen des Gehäuses 18 angeordnet. Das heißt sowohl der Positivanschluss 2 als auch der Negativanschluss 30 sind entlang der gleichen Richtung (Seite, an der der Deckelabschnitt 18a vorgesehen ist) bezüglich der Elektrodenbaugruppe 52 angeordnet. Der Positivanschluss 2 hat einen Bolzenabschnitt 8. Es sei angemerkt, dass sich der Bolzenabschnitt 8 auf einen Gewindeabschnitt des Positivanschlusses 2 bezieht, der ein Gewinde zum Befestigen einer Mutter 10 hat. Der Positivanschluss 2 ist an dem Gehäuse 18 durch Befestigen der Mutter 10 an dem Bolzenabschnitt 8 fixiert. Der Positivanschluss 2 hat ein Ende, das an dem Äußeren des Gehäuses 18 gelegen ist, und ein anderes Ende, das an dem Inneren des Gehäuses 18 gelegen ist. In gleicher Weise hat der Negativanschluss 30 einen Bolzenabschnitt 36. Der Bolzenabschnitt 36 bezieht sich auf einen Gewindeabschnitt des Negativanschlusses 30, der mit einem Gewinde zur Befestigung einer Mutter 38 versehen ist. Der Negativanschluss 30 ist an dem Gehäuse 18 durch Befestigen der Mutter 38 an dem Bolzenabschnitt 36 fixiert. Der Negativanschluss 30 hat ein Ende, das an dem Äußeren des Gehäuses 18 gelegen ist, und ein anderes Ende, das an dem Inneren des Gehäuses 18 gelegen ist.
Eine Positivleitung 14 ist mit dem Positivanschluss 2 verbunden. Die Positivleitung 14 ist mit der Positivlasche 16 verbunden. Der Positivanschluss 2 ist über die Positivleitung 14 mit der Positivlasche 16 elektrisch verbunden. Das heißt der Positivanschluss 2 ist mit der Positivelektrode der Elektrodenbaugruppe 52 elektrisch verbunden. Die Positivleitung 14 ist von dem Gehäuse 18 durch eine Isolationslage 12 isoliert. Der Positivanschluss 2 und die Mutter 10 sind durch ein Isolationsbauteil 58 von dem Gehäuse 18 isoliert. In dem Gehäuse 18 ist ein Dichtungsbauteil 56, das eine Isolationseigenschaft hat, zwischen dem Positivanschluss 2 und dem Gehäuse 18 angeordnet. Das Dichtungsbauteil 56 ist aus Gummi gemacht. Ein Spalt zwischen dem Positivanschluss 2 und dem Gehäuse 18 ist durch das Dichtungsbauteil 56 gedichtet. Des Weiteren ist ein Busbar 4 mit einem Busbar-Bolzen 6 an dem Positivanschluss 2 fixiert.
Die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 ist mit dem Negativanschluss 30 verbunden. Die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 wird nachstehend in Detail beschrieben. Die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 ist mit einer Negativleitung 24 über einen Konnektor 26 verbunden, der aus Metall gemacht ist. Der Negativanschluss 30 ist mit der Negativlasche 20 über die Negativleitung 24 elektrisch verbunden. Das heißt der Negativanschluss 30 ist mit der Negativelektrode der Elektrodenbaugruppe 52 elektrisch verbunden. Die Negativleitung 24 ist von dem Gehäuse 18 durch eine Isolationslage 22 isoliert. Der Negativanschluss 30 und die Mutter 38 sind durch ein Isolationsbauteil 28 von dem Gehäuse 18 isoliert. In dem Gehäuse 18 ist ein zweites Dichtungsbauteil 42 mit einer Isolationseigenschaft zwischen dem Negativanschluss 30 und dem Gehäuse 18 angeordnet. Das zweite Dichtungsbauteil 42 ist ein O-Ring mit einer Isolationseigenschaft. Ein Material des zweiten Dichtungsbauteils 42 ist Gummi. Ein Spalt zwischen dem Negativanschluss 30 und dem Gehäuse 18 ist durch das zweite Dichtungsbauteil 42 gedichtet. Die Dichtungsbauteile 56 und 42 halten das Innere des Gehäuses 18 luftdicht gegenüber dem Äußeren des Gehäuses 18. Es sei angemerkt, dass ein Busbar 32 an dem Negativanschluss 30 mit einem Busbar-Bolzen 34 fixiert ist.
In der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie sind, wenn ein Druck in dem Gehäuse 18 gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, der Negativanschluss 30 und die Negativlasche 20 über die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 elektrisch miteinander verbunden. Das heißt eine Leitung ist zwischen dem Negativanschluss 30 und der Negativelektrode hergestellt. Wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt, unterbricht die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 die Leitung zwischen dem Negativanschluss 30 und der Negativlasche 20 derart, dass verhindert wird, dass Strom zu der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie strömt.
Mit Bezug auf 2 wird die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 beschrieben. Die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 weist den Negativanschluss 30, eine brechbare Platte 88, die aus Metall gemacht ist, und ein erstes verformbares Bauteil 80 auf, das aus Metall gemacht ist. Der Negativanschluss 30 hat einen Abschnitt 37a mit vergrößerten Durchmesser und einen Vorsprungsabschnitt 37b. Der Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser ist innerhalb des Gehäuses 18 gelegen, und der Vorsprungsabschnitt 37b steht zu dem Äußeren des Gehäuses durch ein Durchgangsloch, das an dem Gehäuse 18 vorgesehen ist, vor. Der Vorsprungsabschnitt 37b bezieht sich auf einen Vorsprungsabschnitt des Negativanschlusses 30, der zu einer oberen Seite bezüglich des Gehäuses 18 vorsteht. Der Vorsprungsabschnitt 37b ist mit dem Bolzenabschnitt 36 versehen. Der Bolzenabschnitt 36 bezieht sich auf einen Abschnitt des Vorsprungsabschnitts 37b, dessen Fläche zum Befestigen der Mutter 38 mit einem Gewinde versehen ist. Der Negativanschluss 30 ist ein Beispiel eines ersten leitenden Bauteils.
Ein Teil des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser liegt dem Gehäuse 18 gegenüber. Das zweite Dichtungsbauteil 42 ist zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und dem Gehäuse 18 angeordnet. Eine Nut 92 und eine Aussparung 86 sind mit dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser an einer Seite der brechbaren Platte 88 angeordnet. Die Aussparung 86 ist an einer inneren Seite bezüglich der Nut 92 vorgesehen. Eine Endfläche 35 an der der brechbaren Platte 88 zugewandten Seite des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser liegt der brechbaren Platte 88 gegenüber und ist zu einer Mitte der Endfläche 35 hin ausgespart. Im Speziellen ist die Endfläche 35 geneigt, um sich in eine Richtung von der brechbaren Platte 88 weg zu entfernen, von einem Ende der Endfläche 35 zu der Mitte der Endfläche 35 hin. Es sei angemerkt, dass die „Nut” sich auf eine Form bezieht, die eine Bodenfläche hat, die von zwei Seitenwänden umgeben ist. Des Weiteren bezieht sich die „Aussparung” auf eine Form, die eine klein wenig geringere Höhe als ihre Umgebungen hat. Eine Form mit einer Stufe ist auch durch die „Aussparung” umfasst.
Die brechbare Platte 88 ist an einer Position angeordnet, die von dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser beabstandet und gegenüberliegend zu diesen angeordnet ist. Die brechbare Platte 88 ist ein Beispiel eines zweiten leitenden Bauteils. Zwischen der Elektrodenbaugruppe 52 (siehe auch 1) und dem Gehäuse 18, sind die brechbare Platte 88, das erste verformbare Bauteil 80 und der Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser in dieser Reihenfolge über der Elektrodenbaugruppe 52 angeordnet. Eine Nut 96 ist in einer Endfläche der brechbaren Platte 88 an einer Seite des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser vorgesehen. Die Nut 96 ist an einer Position gegenüberliegend zu der Nut 92 vorgesehen. Der Konnektor 26 ist an der brechbaren Platte 88 fixiert. Eine Leitung ist zwischen der brechbaren Platte 88 und der Negativlasche 20 über den Konnektor 26 und die Negativleitung 24 hergestellt (siehe auch 1). Eine Dicke des Mittenabschnitts 88a der brechbaren Platte 88 ist kleiner als eine Dicke eines Endes 88b. Des Weiteren ist an einer Seite entgegengesetzt zu dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser eine brechbare Nut 90 an dem Mittenabschnitt 88a vorgesehen. Die brechbare Nut 90 bildet einen fortlaufenden Kreis an dem Mittenabschnitt 88a. Eine Aussparung 89 ist an einer Seite der brechbaren Platte 88 vorgesehen, die entgegengesetzt zu dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser ist. Die Aussparung 89 ist an dem Ende 88b der brechbaren Platte 88 vorgesehen.
Ein erstes Dichtungsbauteil 84 ist zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 angeordnet. Das erste Dichtungsbauteil 84 ist ein O-Ring mit einer Isolationseigenschaft. Ein Material des ersten Dichtungsbauteils 84 ist Gummi. Das erste Dichtungsbauteil 84 isoliert den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und die brechbare Platte 88 voneinander und hält ein Inneres der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 luftdicht. Das heißt das erste Dichtungsbauteil 84 dichtet den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und die brechbare Platte 88, um einen Raum innerhalb der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 von einem Raum außerhalb der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 (Raum in dem Gehäuse 18) abzuschirmen. Als ein Material des Dichtungsbauteils 56 (siehe auch 1) und die Materialien der Dichtungsbauteile 42 und 84 kann beispielsweise EPDM (Ethylen-Propylen-Gummi) verwendet werden. In der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie ist eine Gaspermeabilität (erste Gaspermeabilität) zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 gleich wie oder geringer als eine Gaspermeabilität (zweite Gaspermeabilität) zwischen dem Gehäuse 18 und dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser. Im Speziellen ist eine Gaspermeabilität des ersten Dichtungsbauteils 84 eingestellt, um gleich wie oder geringer als eine Gaspermeabilität des zweiten Dichtungsbauteils 42 zu sein. Das heißt, der Ausdruck „luftdicht halten” bezieht sich hierin auf einen Zustand, in dem eine vorbestimmte Gaspermeabilität oder geringer aufrechterhalten wird.
Ein Isolationsbauteil 94 ist zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser (Negativanschluss 30) und der brechbaren Platte 88 angeordnet. Das Isolationsbauteil 94 ist an einer inneren Seite bezüglich des ersten Dichtungsbauteils 84 angeordnet. Das Isolationsbauteil 94 hat eine Ringform. Das Isolationsbauteil 94 hält einen Zwischenraum zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 aufrecht. Das Isolationsbauteil 94 verhindert, dass sich der Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und die brechbare Platte 88 miteinander berühren, wodurch eine direkte Leitung zwischen diesen verhindert wird. Beide Enden des Isolationsbauteils 94 sind in den Nuten 92 und 96 gelegen. Aufgrund dessen ist eine Bewegung des Isolationsbauteils 94 zu dem ersten verformbaren Bauteil 80 und dem ersten Dichtungsbauteil 84 hin beschränkt. Des Weiteren, da eine Bewegung des Isolationsbauteils 94 beschränkt ist, selbst wenn das erste Dichtungsbauteil 84 versucht, sich zu einer Seite des ersten verformbaren Bauteils 80 zu bewegen, kommt das erste Dichtungsbauteils 84 mit dem Isolationsbauteil 94 in Kontakt, wodurch sich das erste Dichtungsbauteil 84 nicht weiter nach innen bewegt.
Das erste verformbare Bauteil 80 ist zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 angeordnet. Das erste verformbare Bauteil 80 ist eine Metallmembran. Ein Ende 80b des ersten verformbaren Bauteils 80 ist an dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser fixiert. Im Speziellen wird in einem Zustand, in dem ein Außenumfangsrand des ersten verformbaren Bauteils 80 an einer Seitenwand der Aussparung 86 des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser anliegt, das Ende 80b des ersten verformbaren Bauteils 80 an den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser geschweißt. Ein Mittenabschnitt 80a des ersten verformbaren Bauteils 80 steht von dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser weg. Mit anderen Worten gesagt nähert sich das erste verformbare Bauteil 80 der brechbaren Platte 88 in einer Richtung von dem Ende 80b zu dem Mittenabschnitt 80a hin an. Der Mittenabschnitt 80a des ersten verformbaren Bauteils 80 ist an der brechbaren Platte 88 an einer inneren Seite bezüglich der brechbaren Nut 90 fixiert. Im Speziellen ist der Mittenabschnitt 80a an die brechbare Platte 88 innerhalb eines Bereichs geschweißt, der von der brechbaren Nut 90 umgeben ist.
Ein Stützbauteil 78 stützt den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser des Negativanschlusses 30 und die brechbare Platte 88. Das Stützbauteil 78 hat einen äußeren Abschnitt 72, der aus Metall gemacht ist, einen ersten inneren Abschnitt 74, der eine Isolationseigenschaft hat, und einen zweiten inneren Abschnitt 75, der eine Isolationseigenschaft hat. Der erste innere Abschnitt 74 ist an einer inneren Seite bezüglich des äußeren Abschnitts 72 und oberhalb des zweiten inneren Abschnitts 75 (an einer Seite des Gehäuses 18) angeordnet. Der zweite innere Abschnitt 75 ist an der inneren Seite bezüglich des äußeren Abschnitts 72 und unterhalb des ersten inneren Abschnitts 74 (an einer Seite der Elektrodenbaugruppe 52) angeordnet. Der Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und die brechbare Platte 88 sind durch den äußeren Abschnitt 72 positioniert. Im Speziellen wird, nachdem der erste innere Abschnitt 74 und der zweite innere Abschnitt 75 an vorbestimmten Positionen angeordnet sind, der äußere Abschnitt 72 derart gecrimpt, dass die brechbare Platte 88 an dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser fixiert ist. Es sei angemerkt, dass die inneren Abschnitte 74 und 75 den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und die brechbare Platte 88 voneinander isolieren. Durch Verwenden des äußeren Abschnitts 72, der aus Metall gemacht ist, kann eine Luftdichtigkeit des Raums innerhalb der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 weiter erhöht werden.
Wenn der Innendruck in dem Gehäuse 18 gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, wird die Leitung zwischen dem Negativanschluss 30 und der Negativelektrode über das erste verformbare Bauteil 80, die brechbare Platte 88, den Konnektor 26, die Negativleitung 24 und die Negativlasche 20 hergestellt. Wenn der Druck in dem Gehäuse 18 gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, ist ein Abstand zwischen einem Vorsprung 95 und der brechbaren Platte 88 vorhanden.
Wenn beispielsweise die Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie überladen ist, erhöht sich der Innendruck in dem Gehäuse 18 und übersteigt den vorbestimmten Wert. Wenn der Innendruck in dem Gehäuse 18 den vorbestimmten Wert übersteigt, wird eine Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 erzeugt. Als eine Folge wird die brechbare Platte 88 zuerst von der brechbaren Nut 90 abgebrochen. Das erste verformbare Bauteil 80 und die brechbare Platte 88 werden voneinander getrennt, und daher werden das erste verformbare Bauteil 80 und die brechbare Platte 88 außer Leitung miteinander gebracht. Da der Negativanschluss 30 und die Negativelektrode außer Leitung miteinander gebracht werden, kann verhindert werden, dass ein Strom zwischen dem Positivanschluss 2 und dem Negativanschluss 30 strömt (siehe auch 1). Des Weiteren bewirkt ein Abbrechen der brechbaren Platte 88, dass sich der Mittenabschnitt 80a des ersten verformbaren Bauteils 80 von der Seite der brechbaren Platte 88 zu der Seite des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser bewegt. Mit anderen Worten gesagt wird das erste verformbare Bauteil 80 umgedreht. Es sei angemerkt, da, wie vorstehend beschrieben ist, die Endfläche 35 des Abschnitts 37a mit vergrößertem Durchmesser ausgespart ist, das Umkehren des ersten verformbaren Bauteils 80 durch den Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser (Negativanschluss 30) nicht behindert wird. Nach dem Abbrechen der brechbaren Platte 88 kann eine Wiederherstellung der Leitung zwischen dem ersten verformbaren Bauteil 80 und der brechbaren Platte 88 verhindert werden. Das heißt, nachdem die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 durch die Erhöhung des Drucks in dem Gehäuse 18 betätigt worden ist, kann ein Zurückfließen des Stroms zwischen dem Positivanschluss 2 und dem Negativanschluss 30 verhindert werden.
Nun wird ein Vorteil der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, wenn sich der Innendruck in dem Gehäuse 18 erhöht und den vorbestimmten Wert als eine Folge von beispielsweise dem Überladen der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie übersteigt, wird die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 betätigt, um den Negativanschluss 30 und die Negativelektrode außer Leitung miteinander zu bringen. In der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie kann es einen Fall geben, in dem auch in einem normalen Zustand Gas in dem Gehäuse 18 aufgrund beispielsweise einem Abbau der Elektrolytlösung erzeugt wird, und sich der Druck in dem Gehäuse 18 allmählich erhöht. Jedoch ist das zweite Dichtungsbauteil 42 in der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie aus Gummi gemacht und hat eine Gaspermeabilität. Somit wird eine Bewegung des Gases, das in dem normalen Zustand erzeugt wird, zu dem Äußeren des Gehäuses 18 durch ein Inneres des zweiten Dichtungsbauteils 42 hindurch gestattet. Damit kann die Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie verhindern, dass der Druck in dem Gehäuse 18 den vorbestimmten Wert in dem normalen Zustand übersteigt, wodurch eine Betätigung der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 verhindert wird. In der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie wird, weil eine Bewegung des Gases, das in dem normalen Zustand erzeugt wird, zu dem Äußeren des Gehäuses 18 gestattet ist, die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 beispielsweise nur in dem überladenen Zustand betätigt.
Als nächstes wird ein weiterer Vorteil der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Luftdichtigkeit des Raums innerhalb der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 nicht nur durch das erste Dichtungsbauteil 84, sondern auch durch den äußeren Abschnitt 72 des Stützbauteils 78 erhöht. Das heißt, die Gaspermeabilität zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 kann weiter verringert werden. Somit kann eine Bewegung des Gases, das in dem Gehäuse 18 erzeugt wird, von dem Äußeren zu dem Inneren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 beschränkt werden. Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 durch die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 betätigt.
Aufgrund dessen kann, falls die Gaspermeabilität zwischen dem Abschnitt 37a mit vergrößertem Durchmesser und der brechbaren Platte 88 hoch ist, die Stromunterbrechungsvorrichtung 50 nicht in geeigneter Weise betätigt werden. In der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie kann mit Hilfe des äußeren Abschnitts 72 das Ansprechverhalten der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 weiter erhöht werden.
Beide Enden des Isolationsbauteils 94 sind in den Nuten 92 und 96 gelegen, wodurch eine Bewegung des Isolationsbauteils 94 zu dem ersten verformbaren Bauteil 80 und dem ersten Dichtungsbauteil 84 hin beschränkt wird. Es kann verhindert werden, dass das Isolationsbauteil 94 mit dem ersten verformbaren Bauteil 80 in Kontakt kommt, und demzufolge kann eine Verengung eines Bewegungsbereichs des ersten verformbaren Bauteils 80 oder eine Verformung des ersten verformbaren Bauteils 80 verhindert werden. In gleicher Weise kann verhindert werden, dass das Isolationsbauteil 94 mit dem ersten Dichtungsbauteil 84 in Kontakt kommt, und auch eine Verengung eines vorhandenen Raums für das erste Dichtungsbauteil 84 kann verhindert werden. Falls der vorhandene Raum für das erste Dichtungsbauteil 84 verengt wird, wird eine Füllrate des ersten Dichtungsbauteils 84 erhöht, woraus Probleme wie beispielsweise ein Brechen des ersten Dichtungsbauteils 84 auftreten können.
(Zweite Ausführungsform)
Mit Bezug auf 3 und 4 wird eine Vorrichtung 200 zur Speicherung von elektrischer Energie beschrieben. Die Vorrichtung 200 zur Speicherung von elektrischer Energie ist eine Modifikation der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie und eine Stromunterbrechungsvorrichtung 250 hat einen unterschiedlichen Aufbau gegenüber der Stromunterbrechungsvorrichtung 50 der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie. Beschreibungen von Komponenten der Vorrichtung 200 zur Speicherung von elektrischer Energie können weggelassen sein, indem den gleichen Komponenten wie denjenigen der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie die gleichen Bezugszeichen wie denjenigen der Komponenten der Vorrichtung 100 zur Speicherung von elektrischer Energie gegeben sind.
Die Stromunterbrechungsvorrichtung 250 hat ein zweites verformbares Bauteil 93, das an einer Seite entgegengesetzt zu dem ersten verformbaren Bauteil 80 bezüglich der brechbaren Platte 88 angeordnet ist. Das heißt die brechbare Platte 88 ist zwischen dem ersten verformbaren Bauteil 80 und dem zweiten verformbaren Bauteil 93 angeordnet. Das zweite verformbare Bauteil 93 ist eine Metallmembran. Ein Ende 93b des zweiten verformbaren Bauteils 93 ist an der brechbaren Platte 88 fixiert. Im Speziellen ist das Ende 93b des zweiten verformbaren Bauteils 93 an die brechbare Platte 88 in einem Zustand geschweißt, in dem ein Außenumfangsrand des zweiten verformbaren Bauteils 93 an einer Seitenwand der Aussparung 89 der brechbaren Platte 88 anliegt.
Ein Vorsprung 95 mit einer Isolationseigenschaft ist an einer der brechbaren Platte 88 zugewandten Seite des zweiten verformbaren Bauteils 93 vorgesehen. Der Vorsprung 95 ist an einem Mittenabschnitt 93a des zweiten verformbaren Bauteils 93 angeordnet und hat eine Form, die zu der brechbaren Platte 88 vorsteht. Der Vorsprung 95 liegt dem Mittenabschnitt 88a der brechbaren Platte 88 gegenüber. Im Speziellen ist in einer Draufsicht auf die Stromunterbrechungsvorrichtung 250 (aus Sicht entlang einer Richtung, in der sich der Vorsprungsabschnitt 37b erstreckt, d. h. aus Sicht entlang einer Axialrichtung des Negativanschlusses 30) der Vorsprung 95 innerhalb des Bereichs gelegen, der von der brechbaren Nut 90 umgeben ist. Das zweite verformbare Bauteil 93 steht vor, um sich von der brechbaren Platte 88 in einer Richtung von dem Ende 93b zu dem Mittenabschnitt 93a hin zu bewegen.
Die Stromunterbrechungsvorrichtung 250 hat einen zweiten inneren Abschnitt 275 mit einer Isolationseigenschaft, der sich zu einer unteren Seite bezüglich des zweiten verformbaren Bauteils 93 erstreckt. Damit kann verhindert werden, dass das zweite verformbare Bauteil 93 und die Elektrodenbaugruppe 52 miteinander in Kontakt kommen (siehe auch 3), wodurch eine falsche Betätigung der Stromunterbrechungsvorrichtung 250 verhindert wird. Des Weiteren hat der zweite innere Abschnitt 275 ein Durchgangsloch 275a bei seiner Mitte. Somit ist der Mittenabschnitt 93a des zweiten verformbaren Bauteils 93 nicht mit dem zweiten inneren Abschnitt 275 bedeckt. Deshalb wird eine Aufbringung des Innendrucks in dem Gehäuse 18 auf das zweite verformbare Bauteil 93 nicht behindert.
In der Vorrichtung 200 zur Speicherung von elektrischer Energie wird, wenn der Innendruck in dem Gehäuse 18 den vorbestimmten Wert übersteigt, der Druck in dem Gehäuse 18 (an einem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 250) auf das zweite verformbare Bauteil 93 aufgebracht, wodurch als eine Folge das zweite verformbare Bauteil 93 in Richtung zu der brechbaren Platte 88 verformt wird. Das heißt der Mittenabschnitt 93a wird zu dem Mittenabschnitt 88a der brechbaren Platte 88 bewegt. Mit anderen Worten gesagt wird das zweite verformbare Bauteil 93 umgedreht, wobei das Ende 93b eine Abstützung ist. Damit wird der Vorsprung 95 mit der brechbaren Platte 88 in Kontakt gebracht, und die brechbare Platte 88 wird zuerst von der brechbaren Nut 90 abgebrochen. Das erste verformbare Bauteil 80 und die brechbare Platte 88 werden voneinander getrennt, und daher werden die brechbare Platte 88 und das erste verformbare Bauteil 80 außer Leitung miteinander gebracht.
Wenn des Weiteren das zweite verformbare Bauteil 93 umgedreht wird, kommt ein Teil des Vorsprungs 95 zu einer Position oberhalb der brechbaren Platte 88. Mit anderen Worten gesagt geht der Vorsprung 95 durch den Mittenabschnitt der brechbaren Platte 88 hindurch. Der Vorsprung 95 beschränkt eine Bewegung des ersten verformbaren Bauteils 80 nach unten (Seite der brechbaren Platte 88). Damit kann eine Wiederherstellung der Leitung zwischen dem ersten verformbaren Bauteil 80 und der brechbaren Platte 88 zuverlässiger verhindert werden.
Des Weiteren trennt in der Vorrichtung 200 zur Speicherung von elektrischer Energie das zweite verformbare Bauteil 93 ein Inneres und das Äußere der Stromunterbrechungsvorrichtung 250. Somit beeinflusst eine Änderung des Innendrucks in dem Gehäuse 18 direkt das zweite verformbare Bauteil 93. Mit Hilfe des zweiten verformbaren Bauteils 93, das gestaltet ist, um sich in Abhängigkeit des Innendrucks in dem Gehäuse 18 umzudrehen, wenn der Innendruck in dem Gehäuse 18 den vorbestimmten Wert übersteigt, kann die brechbare Platte 88 zuverlässig abgebrochen werden. Mit Hilfe des zweiten verformbaren Bauteils 93 kann die brechbare Platte 88 von dem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung 250 (dem Inneren des Gehäuses 18) abgeschirmt werden. Selbst wenn ein Bogen durch das Abbrechen der brechbaren Platte 88 erzeugt wird, kann ein Freiliegen des Bogens zu dem Gas (wie Wasserstoffgas) in dem Gehäuse 18 verhindert werden.
Des Weiteren ist in der vorstehend beschriebenen Gestaltung in dieser Ausführungsform die Stromunterbrechungsvorrichtung mit der Negativleitung über den Konnektor verbunden. Jedoch können der Konnektor und die Negativleitung als eine einzelne Komponente vorgesehen sein. Das heißt die Stromunterbrechungsvorrichtung kann direkt mit einem Bauteil (Negativleitung) verbunden sein, das mit der Negativlasche verbunden ist. Des Weiteren kann, wenn die Stromunterbrechungsvorrichtung zwischen dem Positivanschluss und der Positivelektrode angeordnet ist, die Stromunterbrechungsvorrichtung direkt mit einem Bauteil (Positivleitung) verbunden sein, das mit der Positivlasche verbunden ist.
Der Aufbau der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie ist nicht besonders beschränkt, solange das Dichtungsbauteil, das aus Gummi gemacht ist, zwischen dem Elektrodenanschluss (erstes leitendes Bauteil) und dem Gehäuse derart vorgesehen ist, dass sich das Gas an dem Inneren des Gehäuses allmählich zu dem Äußeren des Gehäuses bewegt. Somit können verschiedene Materialien als diejenigen der Komponenten der Stromunterbrechungsvorrichtung und diejenigen der Komponenten der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie verwendet werden. Nachstehend werden mit Bezug auf eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, die ein Beispiel der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie ist, Materialien der Komponenten der Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie beispielhaft dargestellt.
Die Elektrodenbaugruppe wird beschrieben. Die Elektrodenbaugruppe hat eine Positivelektrode, eine Negativelektrode und einen Separator, der an einer Position zwischen der Positivelektrode und der Negativelektrode angeordnet ist. Die Positivelektrode hat eine Positivelektrodenmetallfolie und eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht, die auf der Positivelektrodenmetallfolie angeordnet ist. Die Positivlasche entspricht einem Teil der Positivelektrodenmetallfolie, auf den die Positivelektrodenaktivmaterialschicht nicht aufgebracht ist. Die Negativelektrode hat eine Negativelektrodenmetallfolie und eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht, die auf der Negativelektrodenmetallfolie angeordnet ist. Die Negativlasche entspricht einem Teil der Negativelektrodenmetallfolie, auf den die Negativelektrodenaktivmaterialschicht nicht aufgebracht ist. Es sei angemerkt, dass Materialien, die in der Aktivmaterialschicht (aktives Material, Bindemittel, leitendes Additiv und dergleichen) enthalten sind, nicht speziell beschränkt sind, und Materialien von Elektroden von beispielsweise öffentlich bekannten Vorrichtungen zur Speicherung von elektrischer Energie können verwendet werden.
Als die Positivelektrodenmetallfolie können Aluminium (Al), Nickel (Ni), Titan (Ti), rostfreier Stahl oder Kompositmaterialien von diesen verwendet werden. Insbesondere ist es bevorzugt Aluminium oder Kompositmaterialien zu verwenden, die Aluminium enthalten. Des Weiteren können als Materialien der Positivleitung die gleichen Materialien wie diejenigen verwendet werden, die für die Positivelektrodenmetallfolie verwendbar sind.
Das Positivelektrodenaktivmaterial muss lediglich ein Material sein, in das Lithiumionen absorbiert werden können und von dem Lithiumionen desorbiert werden können, und beispielsweise können Li₂MnO₃, Li(NiCoMn)_0.33O₂, Li(NiMn)_0.5O₂, LiMn₂O₄, LiMnO₂, LiNiO₂, LiCoO₂, LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂, Li₂MnO₂ und Li₂MnO₄ verwendet werden. Des Weiteren können als das Positivelektrodenaktivmaterial beispielsweise Alkalimetalle wie Lithium und Natrium oder Schwefel verwendet werden. Diese Materialien können alleine oder in Kombination miteinander verwendet werden. Das Positivelektrodenaktivmaterial wird in geeigneter Weise auf die Positivelektrodenmetallfolie zusammen mit beispielsweise einem leitenden Mittel und einem Bindemittel aufgetragen.
Als die Negativelektrodenmetallfolie können beispielsweise Aluminium (Al), Nickel (Ni), Kupfer (Cu) oder Kompositmaterialien von diesen verwendet werden. Insbesondere ist es bevorzugt Kupfer oder Kompositmaterialien zu verwenden, die Kupfer enthalten. Des Weiteren können als Materialen der Negativleitung die gleichen Materialien wie diejenigen verwendet werden, die für die Negativelektrodenmetallfolie verwendbar sind.
Als das Negativelektrodenaktivmaterial werden Materialien verwendet, in die Lithiumionen absorbiert werden können und von denen Lithiumionen desorbiert werden können. Im Speziellen können Alkalimetalle wie Lithium (Li) und Natrium (Na), Übergangsmetalloxide, die Alkalimetalle enthalten, Kohlenstoffmaterialien, wie natürliches Graphit, Mesokohlenstoff-Mikrokügelchen, hochorientiertes Graphit, Hartkohlenstoff und Weichkohlenstoff, und elementares Silizium, Silizium enthaltende Legierungen oder Silizium enthaltende Oxide verwendet werden. Es sei angemerkt, dass, um eine Batteriekapazität zu erhöhen, es insbesondere bevorzugt ist, dass das Negativelektrodenaktivmaterial kein Lithium (Li) enthält. Das Negativelektrodenaktivmaterial wird in geeigneter Weise auf die Negativelektrodenmetallfolie zusammen mit beispielsweise einem leitenden Mittel und einem Bindemittel aufgetragen.
Als der Separator werden poröse Körper mit einer Isolationseigenschaft verwendet. Im Speziellen können poröse Filme, die auf Polyolefin basierten Harzen, wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), gemacht sind, oder eine Gewebelage oder eine Vlieslage, die beispielsweise aus Polypropylen, Polyethylenterephthalat (PET) oder Methylcellulose gemacht sind, verwendet werden.
Es ist bevorzugt, dass die Elektrolytlösung eine nichtwässrige Elektrolytlösung ist, die durch Auflösung von unterstützendem Salz (Elektrolyt) in einem nichtwässrigen Lösungsmittel erhalten wird. Als das nichtwässrige Lösungsmittel können Lösungsmittel, die Kettenester enthalten, wie Ethylencarbonat (EC), Propylencarbonat (PC), Dimethylcarbonat (DMC), Diehtylcarbonat (DEC) und Ethylmethylcarbonat (EMC), Lösungsmittel wie Ethylazetat und Methylpropionat, oder Gemische von diesen verwendet werden. Des Weiteren können als das unterstützende Salz (Elektrolyt) beispielsweise LiPF₆, LiBF₄ und LiAsF₆ verwendet werden.
Spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung sind im Detail beschrieben worden, jedoch sind dies lediglich beispielhafte Darstellungen und beschränken somit den Umfang der Ansprüche nicht. Die Technik, die in den Ansprüchen beschrieben ist, umfasst Modifikationen und Variationen der vorstehend dargelegten spezifischen Beispiele. Technische Merkmale, die in der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben sind, können alleine oder in verschiedenen Kombinationen technisch nützlich sein und sind nicht auf die ursprünglich beanspruchten Kombinationen beschränkt. Des Weiteren kann die Technik, die in der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben ist, gleichzeitig eine Vielzahl von Zielen erreichen, und eine technische Bedeutsamkeit davon liegt im Erreichen von jedem von solchen Zielen.

Claims

Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie mit einem Gehäuse; einer Elektrode, die in dem Gehäuse aufgenommen ist; einem Elektrodenanschluss, der an dem Gehäuse fixiert ist und gestaltet ist, um Elektrizität mit der Elektrode zu übertragen; und einer Stromunterbrechungsvorrichtung, die gestaltet ist, um eine Leitung zwischen der Elektrode und dem Elektrodenanschluss zu unterbrechen, wenn ein Druck in dem Gehäuse einen vorbestimmten Wert übersteigt, wobei die Stromunterbrechungsvorrichtung Folgendes aufweist: ein erstes leitendes Bauteil, das an dem Gehäuse fixiert ist und mit dem Elektrodenanschluss verbunden ist; ein zweites leitendes Bauteil, das an einer Position angeordnet ist, die beabstandet ist von und gegenüberliegend ist zu dem ersten leitenden Bauteil, und das mit der Elektrode verbunden ist; ein verformbares Bauteil, das zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet ist, wobei ein Ende des verformbaren Bauteils mit dem ersten leitenden Bauteil verbunden ist, ein Mittenabschnitt des verformbaren Bauteils mit dem zweiten leitenden Bauteil verbunden ist, und das verformbare Bauteil gestaltet ist, um mit dem zweiten leitenden Bauteil außer Leitung gebracht zu werden, wenn der Druck in dem Gehäuse den vorbestimmten Wert übersteigt; und ein erstes Dichtungsbauteil, das zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil angeordnet ist und ein Inneres der Stromunterbrechungsvorrichtung luftdicht gegenüber einem Äußeren der Stromunterbrechungsvorrichtung hält, wobei ein zweites Dichtungsbauteil, das ein Inneres des Gehäuses luftdicht gegenüber einem Äußeren des Gehäuses hält, zwischen dem Gehäuse und dem ersten leitenden Bauteil angeordnet ist, und ein Material des zweiten Dichtungsbauteils Gummi ist.
Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie nach Anspruch 1, wobei eine Gaspermeabilität zwischen dem Gehäuse und dem ersten Dichtungsbauteil, was dort ist, wo das zweite Dichtungsbauteil dichtet, gleich wie oder höher als eine Gaspermeabilität zwischen dem ersten leitenden Bauteil und dem zweiten leitenden Bauteil, was dort ist, wo das erste Dichtungsbauteil dichtet.
Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie nach Anspruch 1 oder 2, des Weiteren mit einem zweiten verformbaren Bauteil, das an einer Seite entgegengesetzt zu dem verformbaren Bauteil bezüglich des zweiten leitenden Bauteils angeordnet ist und das an dem zweiten leitenden Bauteil zugewandten Seite mit einem Vorsprung versehen ist, der eine Form hat, die in Richtung zu dem zweiten leitenden Bauteil vorsteht, und wobei das zweite verformbare Bauteil das Innere und Äußere der Stromunterbrechungsvorrichtung trennt, wobei ein Material des ersten Dichtungsbauteils Gummi ist.
Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie eine Sekundärbatterie ist.