JP2012028244A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池パックに関し、特に、複数の素電池間における熱連鎖を防止するための構造に関する。 The present invention relates to a battery pack, and more particularly to a structure for preventing a thermal chain between a plurality of unit cells.
電池パックは、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、ハイブリッド電気自動車、さらには電気自動車など、広い用途で用いられている。
図６に示すように、従来技術に係る電池パックは、それぞれが円筒形の外観形状を有する複数の素電池９２１を備え、これらが樹脂材料などからなる電池ホルダ９２２に収納され、リード板９２３で電気的接続がなされている。そして、このように構成されたコアパックが、ケース９１０に収納され、ケース９１０の開口が蓋９１１で閉じられ、さらに蓋９１１の上に基板ホルダ９１２が載置されて電池パックが構成されている。
Battery packs are used in a wide range of applications such as electric tools, electric assist bicycles, electric motorcycles, hybrid electric vehicles, and electric vehicles.
As shown in FIG. 6, the battery pack according to the prior art includes a plurality of
また、図７に示すように、別の従来技術に係る電池パックでは、Ｘ軸方向に７本の素電池９７１が配列され、当該配列された素電池９７１の組が、Ｚ軸方向に４段配されている。そして、Ｚ軸方向において、素電池９７１の組同士の間に、３つの電池ホルダ９７２が介挿されている。素電池９７１は、電池ホルダ９７２が介挿された状態で、リード板９７３を以って電気的な接合が図られ、ケース９５０内に収納されている。そして、ケース９５０の開口が蓋９５１で閉じられ、その上に基板ホルダ９５２が載置されて電池パックが構成されている。
Further, as shown in FIG. 7, in a battery pack according to another prior art, seven
上記においては、電池ホルダ９２２，９７２が、素電池９２１の位置決めを行う役割と、外部から衝撃力が加わった場合の素電池９２１，９７１を保護する役割を担っていた。
ところで、電池パックにおける複数の素電池の内、一本の素電池について、アブユースや外部からの作用などにより以上発熱を生じた場合に、その影響がパッケージ内の複数の素電池に波及してしまうという、所謂、熱連鎖の問題がある。
In the above, the
By the way, when one of the plurality of unit cells in the battery pack generates heat due to abuse or external action, the influence spreads to the plurality of unit cells in the package. There is a so-called thermal chain problem.
これに対して、上記従来技術に係る電池パックでは、隣接する素電池間に、樹脂材料などからなる電池ホルダ９２２，９７２を介挿させており、その厚みを厚くして、素電池９２１，９７１の外周面同士の間隔を拡げることにより、熱連鎖を防止することも考えられる。
On the other hand, in the battery pack according to the prior art,
しかしながら、上記のように熱連鎖を防止するために電池ホルダの厚みを厚くし、隣接する素電池間の間隔を拡げることは、電池パックにおけるエネルギ密度の低下という問題を招くことになる。近年では、電池パックに対しては、より高いエネルギ密度が求められており、熱連鎖の防止のために電池ホルダの厚みを厚くすることは、このような要望に反する。 However, increasing the thickness of the battery holder in order to prevent the thermal chain as described above and widening the interval between adjacent unit cells causes a problem of a decrease in energy density in the battery pack. In recent years, higher energy density has been demanded for battery packs, and it is against such a demand to increase the thickness of the battery holder in order to prevent thermal chains.
本発明は、このような問題の解決を図るべくなされたものであって、熱連鎖を効果的に防止できるとともに、高いエネルギ密度を有する電池パックを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a battery pack that can effectively prevent a heat chain and has a high energy density.
そこで、本発明に係る電池パックは、次のような構成を採用することとした。
本発明に係る電池パックは、複数の円筒形素電池を有し、複数の円筒形素電池は、外周面同士が互いに当接する状態あるいは１．０［ｍｍ］以下の隙間を以って近接する状態で配置されている。そして、複数の円筒形電池における外周面同士の間の領域には、当該外周面と密着する状態でポッティング樹脂部が充填形成されている、ことを特徴とする。
Therefore, the battery pack according to the present invention employs the following configuration.
The battery pack according to the present invention includes a plurality of cylindrical unit cells, and the plurality of cylindrical unit cells are close to each other with their outer peripheral surfaces in contact with each other or with a gap of 1.0 [mm] or less. Arranged in a state. And the potting resin part is filled and formed in the area | region between the outer peripheral surfaces in a some cylindrical battery in the state closely_contact | adhered with the said outer peripheral surface.
本発明に係る電池パックでは、複数の円筒形素電池について、外周面同士が互いに当接する状態あるいは１．０［ｍｍ］以下の隙間を以って近接する状態で配置されているので、高いエネルギ密度を有する。
また、本発明に係る電池パックでは、複数の円筒形素電池における外周面同士の間の領域には、当該外周面と密着する状態でポッティング樹脂部が充填形成されている。このため、上記従来技術に係る電池パックで、隣接する円筒形素電池間に電池ホルダを介挿させる場合に比べて、ポッティング樹脂部を充填形成する本発明に係る電池パックの場合には、円筒形素電池の外周面とポッティング樹脂部との密着性が高く、間に空気層が残り難い。よって、円筒形素電池で発生した熱が効率よくポッティング樹脂部へと伝達される。
In the battery pack according to the present invention, the plurality of cylindrical unit cells are arranged in a state in which the outer peripheral surfaces are in contact with each other or in a state of being close to each other with a gap of 1.0 [mm] or less. Has a density.
In the battery pack according to the present invention, a potting resin portion is filled and formed in a region between the outer peripheral surfaces of the plurality of cylindrical unit cells so as to be in close contact with the outer peripheral surface. Therefore, in the battery pack according to the above-described prior art, in the case of the battery pack according to the present invention in which the potting resin portion is filled and formed, compared to the case where the battery holder is inserted between the adjacent cylindrical cells, The adhesion between the outer peripheral surface of the unit cell and the potting resin portion is high, and an air layer hardly remains between them. Therefore, the heat generated in the cylindrical unit cell is efficiently transmitted to the potting resin portion.
また、一般に使用されているポッティング樹脂は、上記従来技術で使用されている電池ホルダの樹脂よりも、熱伝導性が高い。このため、本発明に係る電池パックでは、円筒形素電池から伝達された熱が、ポッティング樹脂部の全体に分散され、熱連鎖の効果的な防止が図られる。
従って、本発明に係る電池パックは、熱連鎖を効果的に防止できるとともに、高いエネルギ密度を有する。
Moreover, the potting resin generally used has higher thermal conductivity than the resin of the battery holder used in the above prior art. For this reason, in the battery pack according to the present invention, the heat transmitted from the cylindrical unit cell is dispersed throughout the potting resin portion, and the heat chain is effectively prevented.
Therefore, the battery pack according to the present invention can effectively prevent the thermal chain and has a high energy density.
さらに、本発明に係る電池パックでは、ポッティング樹脂部の充填形成により、複数の円筒形素電池における均熱性の向上が図られ、サイクル特性に起因する円筒形素電池間でのサイクル特性インバランスを抑制することができる。よって、本発明に係る電池パックでは、内蔵する複数の円筒形素電池におけるサイクル特性の向上も図られる。
本発明に係る電池パックでは、一例として、次のようなバリエーションを採用することができる。
Furthermore, in the battery pack according to the present invention, the filling property of the potting resin portion improves the thermal uniformity in the plurality of cylindrical unit cells, and the cycle characteristic imbalance among the cylindrical unit cells due to the cycle characteristics is improved. Can be suppressed. Therefore, in the battery pack according to the present invention, the cycle characteristics of the plurality of built-in cylindrical unit cells can be improved.
In the battery pack according to the present invention, the following variations can be employed as an example.
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、ポッティング樹脂部が、複数の円筒形素電池の各外周面の１０［％］以上の領域を被覆している、という構成を採用することができる。このように、ポッティング樹脂部が複数の円筒形素電池の各外周面の１０［％］以上の領域を被覆するという構成を採用する場合には、素電池で発生した熱を、特に高い効率を以ってポッティング樹脂部へと伝達可能であり、熱連鎖の防止を図り、円筒形素電池におけるサイクル特性の向上を図るという、両観点から効果を奏することができる。なお、ポッティング樹脂部が複数の円筒形素電池の各外周面の３０［％］以上の領域を被覆するという構成を採用すれば、さらに高い効果を奏する。 In the battery pack which concerns on this invention, the structure that the potting resin part has coat | covered 10% or more area | region of each outer peripheral surface of a some cylindrical unit cell in the said structure is employable. In this way, when adopting a configuration in which the potting resin portion covers a region of 10% or more of each outer peripheral surface of a plurality of cylindrical unit cells, the heat generated in the unit cells is particularly efficiently improved. Therefore, it can be transmitted to the potting resin portion, and it is possible to achieve effects from both viewpoints of preventing the thermal chain and improving the cycle characteristics of the cylindrical unit cell. In addition, if a configuration in which the potting resin portion covers a region of 30 [%] or more on each outer peripheral surface of a plurality of cylindrical unit cells, a further higher effect is obtained.
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、複数の円筒形素電池が、これらを端面側から見るとき、俵積み状となるように配置されている、という構成を採用することができる。このように、複数の円筒形素電池を俵積み状となるように配置することにより、無駄なスペースを排することができ、さらに高いエネルギ効率を実現することができる。
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、複数の円筒形素電池が、外周面同士が互いに当接する状態で配置されている、という構成を採用することができる。このように、隣接する円筒形素電池の外周面同士を当接することにすれば、隙間をあけて配置する場合に比べて、さらに高いエネルギ効率を実現することができる。
In the battery pack according to the present invention, in the above-described configuration, it is possible to adopt a configuration in which a plurality of cylindrical unit cells are arranged so as to be stacked when viewed from the end surface side. Thus, by arranging a plurality of cylindrical unit cells so as to be stacked, a useless space can be eliminated and higher energy efficiency can be realized.
In the battery pack which concerns on this invention, the structure that a some cylindrical unit cell is arrange | positioned in the state which outer peripheral surfaces contact | abut mutually can be employ | adopted in the said structure. As described above, when the outer peripheral surfaces of the adjacent cylindrical unit cells are brought into contact with each other, higher energy efficiency can be realized as compared with the case where they are arranged with a gap.
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、ポッティング樹脂部が、シリコーン系またはエポキシ系またはウレタン系のポッティング樹脂材料から構成されている、という構成を採用することができる。このような材料を用い形成されたポッティング樹脂部を用いることにより、高い熱伝導性が実現でき、素電池から伝達された熱を高い効率で分散させることができる。ポッティング樹脂部の熱伝導率については、例えば、０．３［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上とすることが、熱の分散という観点から望ましい。 In the battery pack according to the present invention, in the above configuration, a configuration in which the potting resin portion is formed of a silicone-based, epoxy-based, or urethane-based potting resin material can be employed. By using a potting resin portion formed using such a material, high thermal conductivity can be realized, and heat transmitted from the unit cell can be dispersed with high efficiency. The thermal conductivity of the potting resin part is preferably, for example, 0.3 [W / m · K] or more from the viewpoint of heat dispersion.
本発明に係る電池パックでは、複数の円筒形素電池の種類については、特に限定がないが、リチウム二次電池である場合には、特に有用である。例えば、リチウム二次電池においては、ニッケル水素二次電池やニッケル−カドミウム二次電池などといった他の種類の電池に比べて、熱連鎖の防止という問題が重要だからである。また、リチウム二次電池は、温度依存性が高く、サイクル特性の向上という観点からも、本発明の構成を採用することが有用である。 In the battery pack according to the present invention, the type of the plurality of cylindrical unit cells is not particularly limited, but is particularly useful in the case of a lithium secondary battery. For example, in lithium secondary batteries, the problem of prevention of thermal chain is more important than other types of batteries such as nickel-hydrogen secondary batteries and nickel-cadmium secondary batteries. Moreover, the lithium secondary battery has high temperature dependency, and it is useful to adopt the configuration of the present invention from the viewpoint of improving the cycle characteristics.
以下では、本発明を実施するための形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
１．電池パック１の構成
本実施の形態に係る電池パック１の外観構成について、図１および図２を用い説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the specific example shown below is an example used to explain the configuration of the present invention and the operations and effects produced from the configuration in an easy-to-understand manner. The following specific examples are not limited at all.
1. Configuration of Battery Pack 1 An external configuration of the battery pack 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図１に示すように、電池パック１は、ケース１０と蓋１１との組み合わせを以って構成された外装体と、蓋１１に対してＺ軸方向上に載置された基板ホルダ１２とにより外観が構成されている。
蓋１１の外縁部分からは、８つのリード板２２〜２９の各一部が延出され、基板ホルダ１２の上部で内側に向けてＬ字状に曲折加工されている。
As shown in FIG. 1, the battery pack 1 includes an exterior body configured by a combination of a
A part of each of the eight
図２に示すように、ケース１０と蓋１１とにより構成される収納部には、コアパック２０が収納されている。
コアパック２０は、素電池群２１と、それらを電気的に接続する８つのリード板２２〜２９とを有し構成されている。
電池パック１においては、各リード板２２〜２９のＺ軸方向上側の先端部分の一部が、蓋１１の外縁に設けられた孔を挿通して延出されるようになっている（図１を参照）。
As shown in FIG. 2, the
The
In the battery pack 1, a part of the tip portion on the upper side in the Z-axis direction of each
２．素電池群２１の構成
電池パック１に含まれる素電池群２１の構成について、図３を用い説明する。図３は、素電池群２１を図２におけるＹ軸方向の手前側から見た模式図である。
図３に示すように、本実施の形態に係る電池パック１の素電池群２１は、２８本の素電池２１１〜２３８を備える。素電池２１１〜２３８の各々は、円筒形の外観形状を有し、例えば、リチウム二次電池である。
2. Configuration of
As shown in FIG. 3, the
２８本の素電池２１１〜２３８は、所謂、俵積み状態で密集して配置されており、互いの外周面同士が当接された状態となっている。また、素電池２１１〜２３８の外周面同士の間の隙間部分には、ポッティング樹脂部２３９が充填形成されている。ポッティング樹脂部２３９は、例えば、シリコーン系またはエポキシ系またはウレタン系のポッティング樹脂を隙間に充填することにより形成されている。
The 28
なお、ポッティング樹脂部２３９については、実際には次のようにして形成することができる。
（ｉ）例えば、作業台上にケース１０に相当するジグを構成し、これに素電池２１１〜２３８を取り付けて、俵積み状に固定する。
（ｉｉ）次に、素電池２１１〜２３８の外周面同士の間の隙間部分に、ポッティング樹脂部２３９を構成するための材料を含むポッティング液を注入する。
The
(I) For example, a jig corresponding to the
(Ii) Next, a potting liquid containing a material for forming the
（ｉｉｉ）ポッティング液を硬化させることにより、ポッティング樹脂部２３９が形成できる。
３．優位性
本実施の形態に係る電池パック１では、２８本の素電池（円筒形リチウム二次電池）２１１〜２３８について、外周面同士が互いに当接する状態で配置され、その状態でケース１０に内部に収納されているので、素電池２１１〜２３８の互いの間での無駄なスペースがなく、高いエネルギ密度を有する。
(Iii) The
3. Superiority In the battery pack 1 according to the present embodiment, 28 unit cells (cylindrical lithium secondary batteries) 211 to 238 are arranged with their outer peripheral surfaces in contact with each other, and in that state, the
また、本実施の形態に係る電池パック１では、２８本の素電池２１１〜２３８における外周面同士の間の領域には、当該外周面と密着する状態でポッティング樹脂部２３９が充填形成されている。このため、上記従来技術に係る電池パックで、隣接する円筒形素電池間に電池ホルダを介挿させる場合に比べて、ポッティング樹脂部２３９を充填形成する電池パック１では、素電池２１１〜２３８の外周面とポッティング樹脂部２３９との密着性が高く、間に空気層が残り難い。よって、アブユースやアクシデントなどに起因して、素電池２１１〜２３８の一部で発生した熱が効率よくポッティング樹脂部２３９へと伝達される。
In the battery pack 1 according to the present embodiment, the
また、一般に使用されているポッティング樹脂は、上記従来技術で使用されている電池ホルダの樹脂よりも、熱伝導性が高い。このため、電池パック１では、素電池２１１〜２３８から伝達された熱が、ポッティング樹脂部２３９の広い範囲に分散され、素電池２１１〜２３８間での熱連鎖を効果的に防止できる。
以上より、本実施の形態に係る電池パック１は、熱連鎖を効果的に防止できるとともに、高いエネルギ密度を有する。
Moreover, the potting resin generally used has higher thermal conductivity than the resin of the battery holder used in the above prior art. For this reason, in the battery pack 1, the heat transmitted from the
As described above, the battery pack 1 according to the present embodiment can effectively prevent the thermal chain and has a high energy density.
さらに、本実施の形態に係る電池パック１では、素電池２１１〜２３８の外周面同士の間へのポッティング樹脂部２３９の充填形成により、素電池２１１〜２３８における均熱性の向上が図られ、サイクル特性に起因する素電池２１１〜２３８間でのサイクル特性インバランスを抑制することができる。よって、電池パック１では、内蔵する素電池２１１〜２３８におけるサイクル特性の向上も図られる。
Furthermore, in the battery pack 1 according to the present embodiment, the soaking property of the
特に、本実施の形態に係る電池パック１では、素電池２１１〜２３８のそれぞれにリチウム二次電池を採用しており、リチウム二次電池が温度依存性が高いことを考慮するとき、特に効果的である。
４．確認実験
以下では、効果を確認するために行った実験の結果について、説明する。
In particular, the battery pack 1 according to the present embodiment employs lithium secondary batteries for each of the
4). Confirmation Experiment Hereinafter, the results of an experiment conducted to confirm the effect will be described.
（１）素電池間の間隔および介挿部材と熱連鎖の発生
素電池間の間隔および介挿部材と熱連鎖の発生との関係について、８種類のサンプルを作製し、確認試験を行った。
（ｉ）サンプルＮｏ．１；図４（ａ）に示すように、９本の素電池を格子状に配置し、間には部材を介挿させなかった。即ち、素電池間には空気層が介挿されていることになる。そして、素電池間の間隔を１．０［ｍｍ］とした。
(1) Inter-cell spacing and generation of intercalation member and thermal chain Eight types of samples were prepared and a confirmation test was performed regarding the relationship between inter-cell spacing and interposition member and thermal chain generation.
(I) Sample No. 1; As shown to Fig.4 (a), nine unit cells were arrange | positioned at the grid | lattice form, and the member was not inserted between them. That is, an air layer is interposed between the unit cells. And the space | interval between unit cells was 1.0 [mm].
（ｉｉ）サンプルＮｏ．２；素電池の配置、および素電池間に空気層が介挿される点は、サンプルＮｏ．１と同じである。相違点は、素電池間の間隔を１．５［ｍｍ］とした点である。
（ｉｉｉ）サンプルＮｏ．３；図４（ｂ）に示すように、５本の素電池をちどり状に配置し、間には従来技術に係る電池パックで用いられているのと同様の、樹脂性の電池ホルダを介挿させた。電池ホルダは、例えば、ポリカーボネートから構成されている。また、素電池間の間隔を１．０［ｍｍ］とした。
(Ii) Sample No. 2; the arrangement of the unit cells and the point where the air layer is inserted between the unit cells Same as 1. The difference is that the interval between the unit cells is 1.5 [mm].
(Iii) Sample No. 3; As shown in FIG. 4 (b), five unit cells are arranged in a dust shape, and a resin battery holder similar to that used in the battery pack according to the prior art is interposed between them. I was inserted. The battery holder is made of polycarbonate, for example. The interval between the unit cells was set to 1.0 [mm].
（ｉｖ）サンプルＮｏ．４；素電池の配置、および素電池間に樹脂製の電池ホルダが介挿される点は、サンプルＮｏ．３と同じである。相違点は、素電池間の間隔を１．５［ｍｍ］とした点である。
（ｖ）サンプルＮｏ．５；図４（ｃ）に示すように、９本の素電池を格子状に配置し、間にはポッティング樹脂を硬化させたポッティング樹脂部を介挿させた。そして、図４（ｃ）とは少し異なるが、隣接する素電池の外周面同士を当接（間隔を０［ｍｍ］）させた。
(Iv) Sample No. 4: The arrangement of the unit cells and the point where the resin battery holder is inserted between the unit cells are shown in Sample No. Same as 3. The difference is that the interval between the unit cells is 1.5 [mm].
(V) Sample No. 5; As shown in FIG. 4 (c), nine unit cells were arranged in a lattice shape, and a potting resin portion in which the potting resin was cured was interposed therebetween. And although it is a little different from FIG.4 (c), the outer peripheral surfaces of the adjacent unit cell were contact | abutted (space | interval 0 [mm]).
（ｖｉ）サンプルＮｏ．６；素電池の配置、および素電池間にポッティング樹脂部が介挿される点は、サンプルＮｏ．５と同じである。相違点は、素電池間の間隔を０．５［ｍｍ］とした点である。
（ｖｉｉ）サンプルＮｏ．７；素電池の配置、および素電池間にポッティング樹脂部が介挿される点は、サンプルＮｏ．５，６と同じである。相違点は、素電池間の間隔を１．０［ｍｍ］とした点である。
(Vi) Sample No. 6: The arrangement of the unit cells and the point where the potting resin portion is inserted between the unit cells are shown in Sample No. 6; Same as 5. The difference is that the interval between the unit cells is 0.5 [mm].
(Vii) Sample No. 7: The arrangement of the unit cells and the point where the potting resin portion is inserted between the unit cells are shown in Sample No. Same as 5 and 6. The difference is that the interval between the unit cells is 1.0 [mm].
（ｖｉｉｉ）サンプルＮｏ．８；素電池の配置、および素電池間にポッティング樹脂部が介挿される点は、サンプルＮｏ．５，６，７と同じである。相違点は、素電池間の間隔を１．５［ｍｍ］とした点である。
試験は、各サンプルＮｏ．１〜８について、＃１セル（素電池）に対して、熱暴走を発生させて燃焼させたときの、他の素電池に類焼があったか否かを確認するものとした。なお、Ｎｏ．５，６のサンプルについては、＃１セル（素電池）で燃焼しなかったので、＃２セル（素電池）を熱暴走させることにより燃焼させた。結果を、表１に示す。
(Viii) Sample No. 8: The arrangement of the unit cells and the point where the potting resin portion is inserted between the unit cells are shown in Sample No. Same as 5, 6, and 7. The difference is that the interval between the unit cells is 1.5 [mm].
The test was conducted for each sample no. As for Nos. 1 to 8, it was confirmed whether or not other unit cells were burned when thermal runaway occurred and burned for the # 1 cell (unit cell). In addition, No. The samples Nos. 5 and 6 did not burn in the # 1 cell (unit cell), so the # 2 cell (unit cell) was burned by causing thermal runaway. The results are shown in Table 1.
表１に示すように、Ｎｏ．１およびＮｏ．３のサンプルでは、全セルが類焼した。その他のサンプルでは、類焼は認められなかった。これより、熱連鎖の防止という観点からは、セル間に空気層が介在する場合、および樹脂製の電池ホルダを介挿させる場合、素電池間の間隔を少なくとも１．５［ｍｍ］確保する必要があることが分かる。
As shown in Table 1, no. 1 and no. In the sample 3, all cells were burned. In other samples, no burning was observed. Thus, from the viewpoint of preventing heat chain, when an air layer is interposed between the cells and when a resin battery holder is inserted, it is necessary to secure at least 1.5 [mm] between the cells. I understand that there is.
一方、ポッティング樹脂部を介挿させたＮｏ．５からＮｏ．８のサンプルでは、何れにおいても、類焼は発生しなかった。よって、ポッティング樹脂部を介挿させる場合には、隣接する素電池の外周面同士を当接させることができる。そして、エネルギ効率の向上という観点も加えて考えるとき、素電池間の間隔を１．０［ｍｍ］以下とすることで、従来よりも、エネルギ効率を高くできるとともに、熱連鎖の防止を図ることができる。 On the other hand, no. 5 to No. In all of the samples, no burning occurred in any of the samples. Therefore, when inserting a potting resin part, the outer peripheral surfaces of an adjacent unit cell can be contacted. And when considering the viewpoint of improving energy efficiency, energy efficiency can be made higher than before and prevention of heat chain can be achieved by setting the interval between the unit cells to 1.0 [mm] or less. Can do.
（２）素電池の配置形態とポッティング樹脂部の形成領域
素電池の配置形態とポッティング樹脂部の形成領域について、４種類のサンプルを作製し、確認試験を行った。
（ｉ）サンプルＮｏ．１１；図５（ａ）に示すように、９本の素電池を格子状に配置し、これらをケースに収納した後、ケース内全体にポッティング樹脂部を充填形成した。
(2) Unit Cell Arrangement Form and Potting Resin Portion Forming Region Four types of samples were prepared for the unit cell arrangement form and potting resin portion forming region, and a confirmation test was performed.
(I) Sample No. 11: As shown in FIG. 5 (a), nine unit cells were arranged in a lattice shape, and after storing them in a case, a potting resin portion was filled and formed in the entire case.
（ｉｉ）サンプルＮｏ．１２；図５（ｂ）に示すように、９本の素電池を、所謂、俵積み状に配置し、これらをケースに収納した後、ケース内全体にポッティング樹脂部を充填形成した。
（ｉｉｉ）サンプルＮｏ．１３；図５（ｃ）に示すように、９本の素電池を、所謂、俵積み状（ちどり状）に配置し、これらをケースに収納した後、隣接する素電池の外周面同士の間にだけポッティング樹脂部を充填形成した。
(Ii) Sample No. 12; As shown in FIG. 5 (b), nine unit cells were arranged in a so-called stacking manner, and after storing them in a case, the entire case was filled with a potting resin portion.
(Iii) Sample No. 13: As shown in FIG. 5 (c), nine unit cells are arranged in a so-called stacking shape (dust-like shape), and after storing them in a case, between the outer peripheral surfaces of adjacent unit cells. Only the potting resin part was filled and formed.
（ｉｖ）サンプルＮｏ．１４；図５（ｄ）に示すように、９本の素電池を、所謂、俵積み状に配置し、これらをケースに収納せず（コアパックの状態で）、隣接する素電池の外周面同士の間にだけポッティング樹脂部を充填形成した。
試験は、各サンプルＮｏ．１１〜１４について、＃１セル（素電池）で熱暴走させることにより燃焼させたときの、他の素電池に類焼があったか否かを確認するものとした。なお、Ｎｏ．１１のサンプルについては、＃１セルで燃焼しなかったので、＃２セル（素電池）で熱暴走を発生させることにより燃焼させた。結果を、表２に示す。
(Iv) Sample No. 14; As shown in FIG. 5 (d), nine unit cells are arranged in a so-called stacking manner, and these are not housed in a case (in the state of a core pack), and the outer peripheral surface of adjacent unit cells The potting resin part was filled and formed only between them.
The test was conducted for each sample no. Regarding Nos. 11 to 14, it was confirmed whether or not other unit cells were burned when they were burned by thermal runaway in the # 1 cell (unit cell). In addition, No. Since the
表２に示すように、Ｎｏ．１３のサンプルを除き、類焼はなかった。また、Ｎｏ．１３のサンプルでは、結果的に類焼が認められたものの、酸素供給状態でケースが燃焼したことで全セルが類焼したものであり、熱連鎖に起因するものはないと考えられる。
As shown in Table 2, no. Except for 13 samples, there was no burning. No. In the 13 samples, as a result, similar burning was recognized, but all the cells were burned because the case burned in the oxygen supply state, and it is considered that there was nothing due to the thermal chain.
よって、本実験結果より、素電池を格子状に配置した場合、およびちどり状に配置した場合の双方で、熱連鎖に起因する類焼は発生せず、また、ポッティング樹脂部の充填形成の領域についても、類焼には大きく影響を与えなかった。
以上より、エネルギ効率の向上と熱連鎖の防止との両観点から、複数の素電池を俵積み状（ちどり状）に配置するとともに、少なくとも隣接する素電池の外周面同士の間の隙間部分にポッティング樹脂部を充填形成すればよいことが確認できた。
Therefore, according to the results of this experiment, in the case where the unit cells are arranged in a lattice shape and in the case where the unit cells are arranged in a dust shape, similar firing due to the thermal chain does not occur, and the filling formation region of the potting resin portion However, it did not greatly affect the pottery.
From the above, from the viewpoints of improving energy efficiency and preventing thermal chaining, a plurality of unit cells are arranged in a stacking shape, and at least in a gap portion between the outer peripheral surfaces of adjacent unit cells. It has been confirmed that the potting resin portion may be filled and formed.
５．その他の事項
上記実施の形態は、本発明の構成及び作用・効果を分かりやすく説明するために採用した一例であって、本発明は、その本質的部分を除き、上記実施の形態に何ら限定を受けるものではない。例えば、図２および図３に示すように、上記実施の形態では、２８本の素電池を備える構成を採用したが、素電池の本数は、これに限定されず、２７本以下であっても、逆に、２９本以上であってもよい。
5. Other Matters The embodiment described above is an example adopted for easy understanding of the configuration, operation and effect of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment except for its essential part. It is not something to receive. For example, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, in the above-described embodiment, a configuration including 28 unit cells is adopted. However, the number of unit cells is not limited to this, and may be 27 or less. Conversely, it may be 29 or more.
また、上記実施の形態では、隣接する素電池の外周面同士が当接するようにしているが、必ずしも当接させる必要はなく、エネルギ効率の観点から許容される範囲で、１．０［ｍｍ］以下の隙間をあける構成とすることもできる。このようにしても、従来技術に係る電池パックよりも、高いエネルギ効率の実現が可能である。
また、上記では、ポッティング樹脂部２３９の形成について、ケース１０に収納する前にポッティング樹脂部２３９を充填形成しておく形態を一例として採用したが、本発明では、これに限定を受けず、種々の形成方法を使用することができる。例えば、複数の素電池をリード板で接合し、これをケース内に収納した後に、ポッティング液を注入して硬化させるということでもポッティング樹脂部の形成が可能である。
Moreover, in the said embodiment, although the outer peripheral surfaces of an adjacent unit cell contact | abut, it is not necessary to contact | abut, and it is 1.0 [mm] in the range accept | permitted from a viewpoint of energy efficiency. It can also be set as the structure which opens the following clearance gaps. Even if it does in this way, realization of high energy efficiency is possible rather than the battery pack which concerns on a prior art.
In the above description, the
本発明は、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、ハイブリッド電気自動車、さらには電気自動車など、広い用途で用いることができ、高い安全性と高いエネルギ効率とを両立し得る電池パックを実現するのに有用である。 The present invention realizes a battery pack that can be used in a wide range of applications such as electric tools, electric assist bicycles, electric motorcycles, hybrid electric vehicles, and even electric vehicles, and can achieve both high safety and high energy efficiency. Useful for.
１．電池パック
１０．ケース
１１．蓋
１２．基板ホルダ
２０．コアパック
２１．素電池群
２２〜２９．リード板
２１１〜２３８．素電池
２３９．ポッティング樹脂部
1.
Claims (7)
前記複数の円筒形素電池は、外周面同士が互いに当接する状態あるいは１．０ｍｍ以下の隙間を以って近接する状態で配置されており、
前記複数の円筒形電池における外周面同士の間の領域には、当該外周面と密着する状態でポッティング樹脂部が充填形成されている
ことを特徴とする電池パック。 A battery pack having a plurality of cylindrical unit cells,
The plurality of cylindrical unit cells are arranged in a state where the outer peripheral surfaces are in contact with each other or in a state of being close to each other with a gap of 1.0 mm or less,
The battery pack, wherein a region between the outer peripheral surfaces of the plurality of cylindrical batteries is filled with a potting resin portion so as to be in close contact with the outer peripheral surface.
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。 The battery pack according to claim 1, wherein the potting resin portion covers a region of 10% or more of each outer peripheral surface of the plurality of cylindrical unit cells.
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池パック。 The battery pack according to claim 1 or 2, wherein the plurality of cylindrical unit cells are arranged so as to be stacked when viewed from the end face side.
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of cylindrical unit cells are arranged in a state in which outer peripheral surfaces are in contact with each other.
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 4, wherein the potting resin portion is made of a silicone-based, epoxy-based, or urethane-based potting resin material.
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 5, wherein the potting resin portion has a thermal conductivity of 0.3 W / m · K or more.
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 6, wherein the cylindrical unit cell is a lithium secondary battery.
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