JP2001313019A - 組電池 - Google Patents
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M50/325—Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
- Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安全弁の作動圧を、高温条件下においても電
槽耐圧よりも低くなるように設定することにより、電槽
強度に対する信頼性を向上させた組電池を提供する。 【解決手段】 二次電池である複数個の単位電池を電気
的に接続してなり、前記単位電池が、極板群および電解
液と、これらを収納する電槽と、前記電槽の内圧に応じ
て作動する安全弁とを備えた組電池において、前記安全
弁の作動圧を、均等充電時の電槽の最大内圧以下で少な
くとも１つの前記単位電池において前記安全弁が開くよ
うに設定した。
槽耐圧よりも低くなるように設定することにより、電槽
強度に対する信頼性を向上させた組電池を提供する。 【解決手段】 二次電池である複数個の単位電池を電気
的に接続してなり、前記単位電池が、極板群および電解
液と、これらを収納する電槽と、前記電槽の内圧に応じ
て作動する安全弁とを備えた組電池において、前記安全
弁の作動圧を、均等充電時の電槽の最大内圧以下で少な
くとも１つの前記単位電池において前記安全弁が開くよ
うに設定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、組電池に関するも
のである。
のである。
【０００２】
【従来の技術】大容量二次電池は、例えば自動車用また
は据置用など、高エネルギー、高出力を要求される各種
用途に適用されている。特に最近では、電気自動車（Ｐ
ＥＶ）や、エンジンと電動機とを備えたいわゆるハイブ
リッド車両（ＨＥＶ）において、電動機を駆動する際の
主電源としても利用され、地球環境保護およびエネルギ
ー資源の有効利用の要求が増大するなかで、今後の需要
が大いに期待される。
は据置用など、高エネルギー、高出力を要求される各種
用途に適用されている。特に最近では、電気自動車（Ｐ
ＥＶ）や、エンジンと電動機とを備えたいわゆるハイブ
リッド車両（ＨＥＶ）において、電動機を駆動する際の
主電源としても利用され、地球環境保護およびエネルギ
ー資源の有効利用の要求が増大するなかで、今後の需要
が大いに期待される。
【０００３】ＰＥＶやＨＥＶの走行駆動電源として使用
される大容量二次電池としては、複数の単電池を含む単
位電池を、更に複数接続して構成した組電池が使用され
る。単位電池は、単電池の数に対応した複数の極板群
を、電解液とともに、電槽内に収納して構成されてい
る。電槽の開口部は電槽蓋で閉じられており、この電槽
蓋には、電槽内圧が過度に上昇した場合に電槽内のガス
を放出するための安全弁が設けられている。
される大容量二次電池としては、複数の単電池を含む単
位電池を、更に複数接続して構成した組電池が使用され
る。単位電池は、単電池の数に対応した複数の極板群
を、電解液とともに、電槽内に収納して構成されてい
る。電槽の開口部は電槽蓋で閉じられており、この電槽
蓋には、電槽内圧が過度に上昇した場合に電槽内のガス
を放出するための安全弁が設けられている。
【０００４】特に、ＨＥＶ用として使用される組電池の
場合、車両走行の通常時においては、ＳＯＣ（state of
charge）が３０〜７５％の範囲内で充放電が繰り返し
行われる。走行時間の経過につれて、個々の単位電池間
にＳＯＣのばらつきが生じた場合には、これを解消する
ため、使用期間中に定期的に、ＳＯＣが１００〜１２０
％となる均等充電を行う必要がある。しかし、均等充電
時においても電槽の内圧が上昇する場合があった。均等
充電時の内圧上昇の度毎に安全弁が開いた場合には、ガ
スの放出とともに電解液が排出され、電池の特性に悪影
響を及ぼすことが懸念された。そこで、従来の組電池に
おいては、図５に示すように、安全弁の作動圧が、この
均等充電時における最大電槽内圧よりも高くなるよう
に、０．９５〜１．０５ＭＰａ程度に設定されている。
場合、車両走行の通常時においては、ＳＯＣ（state of
charge）が３０〜７５％の範囲内で充放電が繰り返し
行われる。走行時間の経過につれて、個々の単位電池間
にＳＯＣのばらつきが生じた場合には、これを解消する
ため、使用期間中に定期的に、ＳＯＣが１００〜１２０
％となる均等充電を行う必要がある。しかし、均等充電
時においても電槽の内圧が上昇する場合があった。均等
充電時の内圧上昇の度毎に安全弁が開いた場合には、ガ
スの放出とともに電解液が排出され、電池の特性に悪影
響を及ぼすことが懸念された。そこで、従来の組電池に
おいては、図５に示すように、安全弁の作動圧が、この
均等充電時における最大電槽内圧よりも高くなるよう
に、０．９５〜１．０５ＭＰａ程度に設定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５に示すように、高
温条件下では、均等充電時の内圧が電槽耐圧よりも高く
なる場合がある。しかしながら、従来の組電池は、この
ような高温条件下において、均等充電時の内圧上昇を抑
制する手段を有していないため、電槽の変形を招くおそ
れがあった。
温条件下では、均等充電時の内圧が電槽耐圧よりも高く
なる場合がある。しかしながら、従来の組電池は、この
ような高温条件下において、均等充電時の内圧上昇を抑
制する手段を有していないため、電槽の変形を招くおそ
れがあった。
【０００６】この問題を解決する方法としては、電槽の
厚みを大きくすることによって、電槽の耐圧を向上させ
ることが考えられる。しかし、電槽の厚みを大きくする
と放熱性が低下するため、電池温度が上昇し易くなると
いう悪循環を生じる。加えて、電池サイズが大きくな
る、コストが高くなるなどの問題も生じる。
厚みを大きくすることによって、電槽の耐圧を向上させ
ることが考えられる。しかし、電槽の厚みを大きくする
と放熱性が低下するため、電池温度が上昇し易くなると
いう悪循環を生じる。加えて、電池サイズが大きくな
る、コストが高くなるなどの問題も生じる。
【０００７】本発明は、電槽厚みの増大を招くことな
く、電槽強度に対する信頼性を向上させた組電池を提供
することを目的とする。
く、電槽強度に対する信頼性を向上させた組電池を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、均等充電
時に安全弁が作動して電解液が排出される量と、安全弁
の作動圧設定値との関係を鋭意調べた結果、安全弁の作
動圧の設定値をある一定の範囲にすれば、電解液の排出
量が一定レベル以下に抑えられ、電池の特性に著しい影
響を及ぼさないことを見出した。
時に安全弁が作動して電解液が排出される量と、安全弁
の作動圧設定値との関係を鋭意調べた結果、安全弁の作
動圧の設定値をある一定の範囲にすれば、電解液の排出
量が一定レベル以下に抑えられ、電池の特性に著しい影
響を及ぼさないことを見出した。
【０００９】前記目的を達成するため、本発明の第１の
組電池は、二次電池である複数個の単位電池を電気的に
接続した組電池であって、前記単位電池が、極板群およ
び電解液と、これらを収納する電槽と、前記電槽の内圧
に応じて作動する安全弁とを備えており、均等充電時の
電槽の最大内圧以下で少なくとも１つの前記単位電池に
おいて前記安全弁が開くように、前記安全弁の作動圧が
設定されていることを特徴とする。
組電池は、二次電池である複数個の単位電池を電気的に
接続した組電池であって、前記単位電池が、極板群およ
び電解液と、これらを収納する電槽と、前記電槽の内圧
に応じて作動する安全弁とを備えており、均等充電時の
電槽の最大内圧以下で少なくとも１つの前記単位電池に
おいて前記安全弁が開くように、前記安全弁の作動圧が
設定されていることを特徴とする。
【００１０】このような構成にしたことにより、均等充
電時に、均等充電時の電槽の最大内圧に達した時または
達する前に、少なくとも１つの安全弁が開弁し、電槽の
内圧の上昇が抑制される。また、安全弁の作動圧を、高
温条件下においても、電槽の耐圧よりも低く設定するこ
とが可能となる。そのため、電槽厚みの増大を招くこと
なく、電槽強度に対する信頼性を向上させることができ
る。
電時に、均等充電時の電槽の最大内圧に達した時または
達する前に、少なくとも１つの安全弁が開弁し、電槽の
内圧の上昇が抑制される。また、安全弁の作動圧を、高
温条件下においても、電槽の耐圧よりも低く設定するこ
とが可能となる。そのため、電槽厚みの増大を招くこと
なく、電槽強度に対する信頼性を向上させることができ
る。
【００１１】前記第１の組電池においては、組電池の均
等充電前後における重量変化が、電池容量１Ａｈ当たり
に換算して０．０１５ｇ以下となるように、前記安全弁
の作動圧が設定されていることが好ましい。この好まし
い例によれば、電槽強度に対する信頼性を向上させ、尚
且つ、均等充電による電解液減少に伴った電池特性の過
度の低下を抑制することができる。なお、「均等充電前
後における重量変化」とは、１回の均等充電についての
重量変化を意味する。
等充電前後における重量変化が、電池容量１Ａｈ当たり
に換算して０．０１５ｇ以下となるように、前記安全弁
の作動圧が設定されていることが好ましい。この好まし
い例によれば、電槽強度に対する信頼性を向上させ、尚
且つ、均等充電による電解液減少に伴った電池特性の過
度の低下を抑制することができる。なお、「均等充電前
後における重量変化」とは、１回の均等充電についての
重量変化を意味する。
【００１２】また、前記第１の組電池においては、前記
安全弁の作動圧が、２０〜６０℃の温度条件下で０．３
〜０．８ＭＰａとなるように設定されていることが好ま
しい。
安全弁の作動圧が、２０〜６０℃の温度条件下で０．３
〜０．８ＭＰａとなるように設定されていることが好ま
しい。
【００１３】次に、本発明の第２の組電池は、二次電池
である複数個の単位電池を電気的に接続した組電池であ
って、前記単位電池が、極板群および電解液と、これら
を収納する電槽と、前記電槽の内圧に応じて作動する安
全弁とを備えており、前記電槽内の電解液量が１．３〜
８．０ｇ／Ａｈであり、且つ、前記安全弁の作動圧が２
０〜６０℃の温度条件下で０．３〜０．８ＭＰａである
ことを特徴とする。
である複数個の単位電池を電気的に接続した組電池であ
って、前記単位電池が、極板群および電解液と、これら
を収納する電槽と、前記電槽の内圧に応じて作動する安
全弁とを備えており、前記電槽内の電解液量が１．３〜
８．０ｇ／Ａｈであり、且つ、前記安全弁の作動圧が２
０〜６０℃の温度条件下で０．３〜０．８ＭＰａである
ことを特徴とする。
【００１４】このような構成にしたことにより、安全弁
の作動圧を高温条件下においても、電槽の耐圧よりも低
く設定することが可能となり、電槽厚みの増大を招くこ
となく、電槽強度に対する信頼性を向上させることがで
きる。尚且つ、十分な電解液量が維持されているため、
電池特性の過度の低下を抑制することができる。
の作動圧を高温条件下においても、電槽の耐圧よりも低
く設定することが可能となり、電槽厚みの増大を招くこ
となく、電槽強度に対する信頼性を向上させることがで
きる。尚且つ、十分な電解液量が維持されているため、
電池特性の過度の低下を抑制することができる。
【００１５】本発明の第１および第２の組電池は、高温
条件下における電槽強度に対する信頼性が高いため、特
に、自動車の走行駆動電源として使用されるのに好適で
ある。
条件下における電槽強度に対する信頼性が高いため、特
に、自動車の走行駆動電源として使用されるのに好適で
ある。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に係る組電池は、ニッケル
・水素二次電池などの二次電池である複数個の単位電池
が、互いに電気的に接続された構造を有している。な
お、単位電池の個数については、特に限定するものでは
なく、所望の電池容量などに応じて適宜決定することが
できる。
・水素二次電池などの二次電池である複数個の単位電池
が、互いに電気的に接続された構造を有している。な
お、単位電池の個数については、特に限定するものでは
なく、所望の電池容量などに応じて適宜決定することが
できる。
【００１７】図２は、単位電池の構造の一例を示す図で
あり、（ａ）および（ｂ）は、それぞれ単位電池の平面
図および正面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ’
方向の断面図である。
あり、（ａ）および（ｂ）は、それぞれ単位電池の平面
図および正面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ’
方向の断面図である。
【００１８】単位電池１０は、電槽２内に複数の単電池
１を収納し、これらを互いに電気的に接続した構造を有
している。なお、単電池１の個数については、特に限定
するものではなく、所望の電池容量などに応じて適宜決
定することができる。
１を収納し、これらを互いに電気的に接続した構造を有
している。なお、単電池１の個数については、特に限定
するものではなく、所望の電池容量などに応じて適宜決
定することができる。
【００１９】単電池１は、それぞれ、極板群３を備えて
いる。極板群３においては、複数の正極板３ａと複数の
負極板３ｂとが、セパレータ３ｃを介して交互に積層し
ている。また、正極板３ａ同士および負極板３ｂ同士
は、それぞれ、正極集電板４および負極集電板５によっ
て電気的に接続されている。
いる。極板群３においては、複数の正極板３ａと複数の
負極板３ｂとが、セパレータ３ｃを介して交互に積層し
ている。また、正極板３ａ同士および負極板３ｂ同士
は、それぞれ、正極集電板４および負極集電板５によっ
て電気的に接続されている。
【００２０】正極板３ａとしては、例えば、多孔質基板
に水酸化ニッケルを担持させたものが使用される。負極
板３ｂとしては、例えば、多孔質基板にＡＢ5型または
ＡＢ2型（ここで、Ａは典型金属元素であり、Ｂは遷移
金属元素である。）の水素吸蔵合金を担持させたものが
使用される。また、セパレータ３ｃとしては、例えば、
多孔質膜、不織布、織布などを使用され、その材質とし
ては、例えば、ポリオレフィン、ポリアミドなどが使用
される。
に水酸化ニッケルを担持させたものが使用される。負極
板３ｂとしては、例えば、多孔質基板にＡＢ5型または
ＡＢ2型（ここで、Ａは典型金属元素であり、Ｂは遷移
金属元素である。）の水素吸蔵合金を担持させたものが
使用される。また、セパレータ３ｃとしては、例えば、
多孔質膜、不織布、織布などを使用され、その材質とし
ては、例えば、ポリオレフィン、ポリアミドなどが使用
される。
【００２１】電極群３は、電解液とともに電槽２に収納
されている。電解液としては、例えば、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ
性水溶液が使用される。
されている。電解液としては、例えば、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ
性水溶液が使用される。
【００２２】電槽２内において、複数の単電池１は互い
に隔壁２ａで隔てられている。単電池１同士の接続は、
例えば、互いに隣接する単電池の正極集電体４と負極集
電板５とを、隔壁２ａに設けた接続孔を通して接続する
ことにより実施される。また、単位電池の一方の端部に
配置された単電池の正極集電板４は、正極外部端子６と
電気的に接続され、他方の端部に配置された単電池の負
極集電体５は、負極外部端子７と電気的に接続されてい
る。
に隔壁２ａで隔てられている。単電池１同士の接続は、
例えば、互いに隣接する単電池の正極集電体４と負極集
電板５とを、隔壁２ａに設けた接続孔を通して接続する
ことにより実施される。また、単位電池の一方の端部に
配置された単電池の正極集電板４は、正極外部端子６と
電気的に接続され、他方の端部に配置された単電池の負
極集電体５は、負極外部端子７と電気的に接続されてい
る。
【００２３】電槽２としては、例えば、ポリプロピレン
などの樹脂を使用することができる。電槽２の形状は特
に限定されるものではなく、例えば、角形などの形状が
挙げられる。また、電槽２の外面には、放熱性を向上さ
せるため、リブが形成されていることが好ましい。
などの樹脂を使用することができる。電槽２の形状は特
に限定されるものではなく、例えば、角形などの形状が
挙げられる。また、電槽２の外面には、放熱性を向上さ
せるため、リブが形成されていることが好ましい。
【００２４】電槽２の耐圧は、温度条件により変化する
が、室温（２５℃）において、例えば１．２ＭＰａ以上
である。また、６０℃の条件下においても、例えば０．
７ＭＰａ以上である。
が、室温（２５℃）において、例えば１．２ＭＰａ以上
である。また、６０℃の条件下においても、例えば０．
７ＭＰａ以上である。
【００２５】電槽２の開口部は電槽蓋８で閉じられてい
る。この電槽蓋８は、電槽の内圧に応じて作動する安全
弁９を備えている。安全弁９は復帰式であれば、その構
造について、特に限定されるものではない。
る。この電槽蓋８は、電槽の内圧に応じて作動する安全
弁９を備えている。安全弁９は復帰式であれば、その構
造について、特に限定されるものではない。
【００２６】安全弁９は、例えば、図４に示すように、
電槽蓋に接合された弁座１１と、弁座１１上に配置され
た弾性弁体１２と、弾性弁体１２上に配置された蓋１３
とを備えた構造とすることができる。弁座１１の底面に
は、電槽内部と連通する通気孔１１ａが形成されてい
る。また、弾性弁体１２は、位置規制のためのリング１
４を備えている。これにより、弾性弁体１２は、弁座１
１の通気孔１１ａを塞いで、電槽を気密状態とするよう
な位置に配置される。また、蓋１３には、排気孔１３ａ
が形成されている。
電槽蓋に接合された弁座１１と、弁座１１上に配置され
た弾性弁体１２と、弾性弁体１２上に配置された蓋１３
とを備えた構造とすることができる。弁座１１の底面に
は、電槽内部と連通する通気孔１１ａが形成されてい
る。また、弾性弁体１２は、位置規制のためのリング１
４を備えている。これにより、弾性弁体１２は、弁座１
１の通気孔１１ａを塞いで、電槽を気密状態とするよう
な位置に配置される。また、蓋１３には、排気孔１３ａ
が形成されている。
【００２７】安全弁９の動作について説明する。まず、
電槽の内圧が上昇して安全弁の作動圧を超えると、弾性
弁体１２が圧縮される。これにより、電槽内の気密状態
が解かれ、電槽内のガスが排気孔１３ａから排気され
る。また、排気によって電槽の内圧が低下して安全弁の
作動圧を下回ると、弾性弁体１２が圧縮前の状態に戻
る。これにより、電槽内が再び気密状態となり、排気が
停止する。
電槽の内圧が上昇して安全弁の作動圧を超えると、弾性
弁体１２が圧縮される。これにより、電槽内の気密状態
が解かれ、電槽内のガスが排気孔１３ａから排気され
る。また、排気によって電槽の内圧が低下して安全弁の
作動圧を下回ると、弾性弁体１２が圧縮前の状態に戻
る。これにより、電槽内が再び気密状態となり、排気が
停止する。
【００２８】安全弁の作動圧は、通常、組電池を構成す
る全ての単位電池において同じ圧力に設定される。図１
は、本発明の組電池における安全弁の作動圧と電槽耐圧
との関係の一例を示す図である。
る全ての単位電池において同じ圧力に設定される。図１
は、本発明の組電池における安全弁の作動圧と電槽耐圧
との関係の一例を示す図である。
【００２９】図１の一点鎖線は、安全弁を作動させない
状態で均等充電を実施したときの、電槽内圧が最大とな
る単位電池における最大内圧（以下、「均等充電時の最
大内圧」という。）の一例を示している。
状態で均等充電を実施したときの、電槽内圧が最大とな
る単位電池における最大内圧（以下、「均等充電時の最
大内圧」という。）の一例を示している。
【００３０】均等充電は、組電池の使用中に、各単位電
池のＳＯＣのばらつきが一定値以上となった場合に、こ
のばらつきを低減するために実施される充電である。こ
の均等充電は、各単位電池のＳＯＣが１００％以上とな
るような条件で実施されることがある。そして過充電と
なった場合には、各単位電池において電槽内圧の上昇を
生じさせる。
池のＳＯＣのばらつきが一定値以上となった場合に、こ
のばらつきを低減するために実施される充電である。こ
の均等充電は、各単位電池のＳＯＣが１００％以上とな
るような条件で実施されることがある。そして過充電と
なった場合には、各単位電池において電槽内圧の上昇を
生じさせる。
【００３１】均等充電を安全弁が作動しない状態で実施
すると、電槽内圧が最大となる単位電池においては、そ
の電槽内圧の最大値が、例えば０．８〜０．９ＭＰａに
達する。すなわち、均等充電時の最大内圧は、例えば
０．８〜０．９ＭＰａである。
すると、電槽内圧が最大となる単位電池においては、そ
の電槽内圧の最大値が、例えば０．８〜０．９ＭＰａに
達する。すなわち、均等充電時の最大内圧は、例えば
０．８〜０．９ＭＰａである。
【００３２】本発明の組電池において、安全弁の作動圧
は、この均等充電時の最大内圧に達した時または達する
前でも開弁するように設定されており、図１に示す例で
は、均等充電時の最大内圧よりも低くなるように設定さ
れている。
は、この均等充電時の最大内圧に達した時または達する
前でも開弁するように設定されており、図１に示す例で
は、均等充電時の最大内圧よりも低くなるように設定さ
れている。
【００３３】安全弁の作動圧と、均等充電時の最大内圧
との差は、温度条件によって変化するが、少なくとも２
０〜６０℃の温度条件下において、例えば、０．２〜
０．５ＭＰａである。
との差は、温度条件によって変化するが、少なくとも２
０〜６０℃の温度条件下において、例えば、０．２〜
０．５ＭＰａである。
【００３４】このように、本発明の組電池においては、
安全弁の作動圧が均等充電時の最大内圧よりも低く設定
されるため、均等充電時の最大内圧に達した時または達
する前には、少なくとも１つの単位電池において安全弁
が開き、電槽内の物質が外部に放出されることがある。
安全弁の作動圧が均等充電時の最大内圧よりも低く設定
されるため、均等充電時の最大内圧に達した時または達
する前には、少なくとも１つの単位電池において安全弁
が開き、電槽内の物質が外部に放出されることがある。
【００３５】安全弁の作動圧の下限は、例えば、均等充
電時に外部に放出される可能性がある物質の量、すなわ
ち、均等充電前後における電池重量の減少量で規定する
ことができる。具体的には、前記減少量が、電気容量１
Ａｈ当たり、例えば０．０１５ｇ以下となるように設定
される。なお、前記減少量の下限は、特に限定するもの
ではなく、０ｇを超える値である。
電時に外部に放出される可能性がある物質の量、すなわ
ち、均等充電前後における電池重量の減少量で規定する
ことができる。具体的には、前記減少量が、電気容量１
Ａｈ当たり、例えば０．０１５ｇ以下となるように設定
される。なお、前記減少量の下限は、特に限定するもの
ではなく、０ｇを超える値である。
【００３６】以上のことから、安全弁の作動圧は、２０
〜６０℃の温度範囲において、例えば０．３〜０．８Ｍ
Ｐａ、好ましくは０．４〜０．６ＭＰａとなるように設
定される。また、６０〜８５℃の温度範囲において、例
えば０．４５〜０．６５ＭＰａとなるように設定され
る。
〜６０℃の温度範囲において、例えば０．３〜０．８Ｍ
Ｐａ、好ましくは０．４〜０．６ＭＰａとなるように設
定される。また、６０〜８５℃の温度範囲において、例
えば０．４５〜０．６５ＭＰａとなるように設定され
る。
【００３７】本発明の組電池によれば、安全弁の作動圧
を均等充電時の最大内圧よりも低くすることにより、高
温条件下においても、安全弁の作動圧を電槽耐圧よりも
低く設定することができる。具体的には、安全弁の作動
圧を、例えば７０℃以下、好ましくは８５℃以下の温度
範囲において、電槽耐圧よりも低くなるように設定する
ことができる。その結果、高温条件下においても電槽強
度の信頼性を向上させることができる。
を均等充電時の最大内圧よりも低くすることにより、高
温条件下においても、安全弁の作動圧を電槽耐圧よりも
低く設定することができる。具体的には、安全弁の作動
圧を、例えば７０℃以下、好ましくは８５℃以下の温度
範囲において、電槽耐圧よりも低くなるように設定する
ことができる。その結果、高温条件下においても電槽強
度の信頼性を向上させることができる。
【００３８】そのため、本発明の組電池は、高温条件下
における電槽強度の信頼性が特に問題となる用途、すな
わち組電池を多数の単位電池で構成する必要のある用途
に好適である。具体的には、自動車の走行駆動電源とし
ての用途に好適である。
における電槽強度の信頼性が特に問題となる用途、すな
わち組電池を多数の単位電池で構成する必要のある用途
に好適である。具体的には、自動車の走行駆動電源とし
ての用途に好適である。
【００３９】自動車の走行駆動電源として使用される場
合、本発明の組電池は、例えば２０〜５０個の単位電池
で構成される。この単位電池は、例えば２〜１０個、好
ましくは４〜８個の単電池で構成される。
合、本発明の組電池は、例えば２０〜５０個の単位電池
で構成される。この単位電池は、例えば２〜１０個、好
ましくは４〜８個の単電池で構成される。
【００４０】また、自動車の走行駆動電源として使用さ
れる場合、本発明の組電池のエネルギー密度は、好まし
くは７．５〜８．５Ｗｈ／Ｋｇに設定される。また、出
力密度は、好ましくは５００〜６００Ｗ／Ｋｇに設定さ
れる。また、電池容量は、単電池１個当たり、例えば
６．５〜７．２Ａｈである。
れる場合、本発明の組電池のエネルギー密度は、好まし
くは７．５〜８．５Ｗｈ／Ｋｇに設定される。また、出
力密度は、好ましくは５００〜６００Ｗ／Ｋｇに設定さ
れる。また、電池容量は、単電池１個当たり、例えば
６．５〜７．２Ａｈである。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の組電池に
よれば、均等充電時に、均等充電時の電槽の最大内圧に
達する時または達する前に、少なくとも１つの安全弁が
開弁し、電槽の内圧の上昇が抑制される。そのため、電
槽厚みの増大を招くことなく、電槽強度に対する信頼性
を向上させることができる。
よれば、均等充電時に、均等充電時の電槽の最大内圧に
達する時または達する前に、少なくとも１つの安全弁が
開弁し、電槽の内圧の上昇が抑制される。そのため、電
槽厚みの増大を招くことなく、電槽強度に対する信頼性
を向上させることができる。
【図１】 本発明の組電池における安全弁の作動圧と電
槽耐圧との関係の一例を示す図である。
槽耐圧との関係の一例を示す図である。
【図２】 本発明の組電池を構成する単位電池の一例を
示す平面図及び正面図である。
示す平面図及び正面図である。
【図３】 本発明の組電池を構成する単位電池の一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】 安全弁の構造の一例を示す断面図である。
【図５】 従来の組電池における安全弁の作動圧と電槽
耐圧との関係の一例を示す図である。
耐圧との関係の一例を示す図である。
１ 単電池 ２ 電槽 ３ 極板群 ４、５ 集電板 ６、７ 外部端子 ８ 電槽蓋 ９ 安全弁 １０ 単位電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 真治 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック イーブイエナジー株式会社内 (72)発明者 生駒 宗久 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニック イーブイエナジー株式会社内 (72)発明者 岩瀬 正宜 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 山内 友和 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H011 AA01 CC02 KK04 5H012 AA07 BB02 CC01 DD03 EE09 5H028 AA06 AA07 CC01 HH01 HH08 HH09 HH10
Claims (5)
- 【請求項１】 二次電池である複数個の単位電池を電気
的に接続した組電池であって、前記単位電池が、極板群
および電解液と、これらを収納する電槽と、前記電槽の
内圧に応じて作動する安全弁とを備えており、均等充電
時の電槽の最大内圧以下で少なくとも１つの前記単位電
池において前記安全弁が開くように、前記安全弁の作動
圧が設定されていることを特徴とする組電池。 - 【請求項２】 組電池の均等充電前後における重量変化
が、電池容量１Ａｈ当たりに換算して０．０１５ｇ以下
となるように、前記安全弁の作動圧が設定されている請
求項１に記載の組電池。 - 【請求項３】 前記安全弁の作動圧が、２０〜６０℃の
温度条件下で、０．３〜０．８ＭＰａとなるように設定
されている請求項１または２に記載の組電池。 - 【請求項４】 二次電池である複数個の単位電池を電気
的に接続した組電池であって、前記単位電池が、極板群
および電解液と、これらを収納する電槽と、前記電槽の
内圧に応じて作動する安全弁とを備えており、前記電槽
内の電解液量が１．３〜８．０ｇ／Ａｈであり、且つ、
前記安全弁の作動圧が２０〜６０℃の温度条件下で０．
３〜０．８ＭＰａであることを特徴とする組電池。 - 【請求項５】 自動車の走行駆動電源として使用される
請求項１〜４のいずれかに記載の組電池。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000131760A JP5047412B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 組電池 |
| US09/842,573 US6893771B2 (en) | 2000-04-28 | 2001-04-25 | Battery assembly |
| EP01110492.4A EP1150365B1 (en) | 2000-04-28 | 2001-04-27 | Battery assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000131760A JP5047412B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 組電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001313019A true JP2001313019A (ja) | 2001-11-09 |
| JP5047412B2 JP5047412B2 (ja) | 2012-10-10 |
Family
ID=18640595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000131760A Expired - Fee Related JP5047412B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 組電池 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6893771B2 (ja) |
| EP (1) | EP1150365B1 (ja) |
| JP (1) | JP5047412B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059145A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Toyota Motor Corp | 組電池の設計方法、製造方法、及び組電池 |
| CN103931020A (zh) * | 2011-11-11 | 2014-07-16 | 松下电器产业株式会社 | 电池组 |
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| JP4559567B2 (ja) * | 1999-10-08 | 2010-10-06 | パナソニック株式会社 | 密閉型蓄電池 |
| CN101938012B (zh) * | 2009-06-29 | 2014-04-30 | 深圳市比克电池有限公司 | 一种可提高电池容量的圆柱形电池制造方法 |
| DE102013213776A1 (de) * | 2013-07-15 | 2015-01-15 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Anbindung einer Entgasungseinrichtung an wenigstens eine Batteriezelle und Batteriesystem |
| US20170125759A1 (en) * | 2014-05-30 | 2017-05-04 | Navitas Systems, Llc | Methods for preventing or containing thermal runaway in a battery pack |
| CN113442725B (zh) * | 2021-04-30 | 2022-07-08 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种动力电池热失控报警方法、系统和车辆 |
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| JPH07320775A (ja) * | 1994-05-27 | 1995-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニッケル−水素蓄電池の単電池および単位電池 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3030893B2 (ja) * | 1991-03-22 | 2000-04-10 | 松下電器産業株式会社 | 金属酸化物−水素蓄電池の製造法 |
| US5558950A (en) * | 1993-03-05 | 1996-09-24 | Ovonic Battery Company, Inc. | Optimized cell pack for large sealed nickel-metal hydride batteries |
| US5879831A (en) * | 1993-10-25 | 1999-03-09 | Ovonic Battery Company, Inc. | Mechanical and thermal improvements in metal hydride batteries, battery modules and battery packs |
| JPH08250151A (ja) * | 1995-03-14 | 1996-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形アルカリ蓄電池の単位電池 |
| JP3512923B2 (ja) * | 1995-10-24 | 2004-03-31 | 松下電器産業株式会社 | 密閉形アルカリ蓄電池 |
| MXPA00012529A (es) * | 1998-06-17 | 2003-08-01 | C & D Technologies Inc | Bateria de plomo-acido regulada por valvulas de celulas multiples, con comunicacion de vapor, equipada con catalizador. |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000131760A patent/JP5047412B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-04-25 US US09/842,573 patent/US6893771B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-27 EP EP01110492.4A patent/EP1150365B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07320775A (ja) * | 1994-05-27 | 1995-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉形ニッケル−水素蓄電池の単電池および単位電池 |
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| CN103931020A (zh) * | 2011-11-11 | 2014-07-16 | 松下电器产业株式会社 | 电池组 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6893771B2 (en) | 2005-05-17 |
| EP1150365A3 (en) | 2006-08-02 |
| US20020006541A1 (en) | 2002-01-17 |
| EP1150365B1 (en) | 2017-06-07 |
| JP5047412B2 (ja) | 2012-10-10 |
| EP1150365A2 (en) | 2001-10-31 |
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