JP2012094507A - Single battery, battery module, and battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車やハイブリッドカーなどで使用される単電池、電池モジュール及び組電池に関し、詳しくは、ケース本体の端板部に安全弁を設けた単電池及びこの単電池を複数個並べて接続した電池モジュール及び電池モジュールを複数個並べて接続した組電池に関する。 The present invention relates to a unit cell, a battery module, and an assembled battery used in an electric vehicle, a hybrid car, and the like, and more specifically, a unit cell provided with a safety valve on an end plate portion of a case body, and a plurality of the unit cells connected side by side. The present invention relates to a battery module and a battery pack in which a plurality of battery modules are connected side by side.
電気自動車やハイブリッドカーなどで使用されるバッテリは、単電池を直列に接続した電池モジュール、さらに、電池モジュールを直列に接続した組電池によって高電圧化が図られ、また、放熱性や安全性を考慮した設計とされている。 Batteries used in electric cars and hybrid cars are designed to increase the voltage with battery modules in which single cells are connected in series, and assembled batteries in which battery modules are connected in series. Designed with consideration.
そして、単電池の一例であるリチウムイオン電池は、シート状の正極板とシート状のセパレータとシート状の負極板とを重ね合わせ、渦巻状に巻回した発電要素と、必要量の電解液をケース内に収納した構成となっている。また、単電池には、安全性を確保するため、ケースに安全弁が設けられている。 A lithium-ion battery, which is an example of a unit cell, includes a sheet-like positive electrode plate, a sheet-like separator, and a sheet-like negative electrode plate, and a spirally wound power generation element and a necessary amount of electrolyte. It has a configuration housed in a case. Moreover, in order to ensure safety, the cell is provided with a safety valve in the case.
すなわち、単電池は、故障その他の異常時にケース内の電解液がガス化すると、安全弁が開弁することで、このガスをケース外に放出し、ケースが破裂しないようにしている。なお、単電池は、ケースが上面を開口した容器状のケース本体と、ケース本体の開口部分を塞ぐ蓋板とを備え、蓋板から正極端子と負極端子が突出している。 That is, in the unit cell, when the electrolyte in the case is gasified at the time of failure or other abnormality, the safety valve is opened to release this gas to the outside of the case so that the case does not burst. The unit cell includes a container-like case main body whose case is open at the top and a cover plate that closes the opening of the case main body, and a positive electrode terminal and a negative electrode terminal protrude from the cover plate.
このような単電池は、複数個並べて接続され、隣り合っている単電池の正極端子と負極端子とをバスバーによって接続、すなわち直列に接続することで、高電圧化した電池モジュールとして、さらに、電池モジュールを直列に接続した組電池として使用される。そして、単電池は発熱するため、電池モジュール及び組電池は放熱性を備えたものとされている。例えば、特許文献1には、両端の単電池(特許文献1では「電池セル」)に挟まれた中間の単電池の放熱特性を改善した車両用組電池についての発明が記載されている。 A plurality of such cells are connected side by side, and the positive and negative terminals of adjacent cells are connected by a bus bar, that is, connected in series, thereby further increasing the voltage of the battery module. Used as an assembled battery in which modules are connected in series. And since a single battery heat | fever-generates, a battery module and an assembled battery shall be equipped with the heat dissipation. For example, Patent Document 1 describes an invention of an assembled battery for a vehicle in which the heat dissipation characteristics of an intermediate single cell sandwiched between single cells at both ends (“battery cell” in Patent Document 1) are improved.
この組電池は、複数の単電池が同一平面上に実装され、隣接する単電池と単電池とを、絶縁性耐熱樹脂で形成された連結部によって連結したことを特徴としている。連結部は、一方の単電池の側面全面に設けられた凹条部と他方の電池側面全面に設けられた凸条部とを嵌合することで、2つの単電池を同一平面上で連結する。 This assembled battery is characterized in that a plurality of single cells are mounted on the same plane, and the adjacent single cells and the single cells are connected by a connecting portion formed of an insulating heat-resistant resin. The connecting portion connects the two unit cells on the same plane by fitting the concave strip provided on the entire side surface of one unit cell and the convex strip provided on the entire side surface of the other cell. .
特許文献1に記載された組電池は、単電池が平面実装されることで、上面及び底面(特許文献1では背面)が露出し、放熱性に優れたものとされている。しかし、一方の単電池の側面と他方の単電池の側面との間には、連結部が全面に亘って設けられているため、この側面での放熱性が十分に確保されていない。 The assembled battery described in Patent Document 1 is excellent in heat dissipation by exposing the top surface and the bottom surface (the back surface in Patent Document 1) by mounting the unit cell on a plane. However, since the connecting portion is provided over the entire surface between the side surface of one unit cell and the side surface of the other unit cell, heat dissipation on this side surface is not sufficiently ensured.
また、特許文献1に記載された組電池は、安全弁が開弁してケース内から放出されるガスの排気路を備えていない。したがって、特許文献1に記載された組電池は、安全弁が露出しているため、ケース内から放出されたガスが飛散してしまい、組電池に備えられた監視部を損傷させ、故障していない他の単電池に悪影響を及ぼすことがある。 Moreover, the assembled battery described in Patent Document 1 does not include an exhaust path for gas released from the case when the safety valve is opened. Therefore, in the assembled battery described in Patent Document 1, since the safety valve is exposed, the gas released from the inside of the case is scattered, and the monitoring unit provided in the assembled battery is damaged and does not break down. May adversely affect other cells.
そこで、本発明は、放熱性を十分に確保するとともに、安全弁が開弁することでケース内から放出されたガスを誘導して所期の方向に排気することができるようにした単電池及び組電池を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a unit cell and an assembly that can sufficiently ensure heat dissipation and can guide the gas released from the inside of the case to open and exhaust the gas in the intended direction by opening the safety valve. It is an object to provide a battery.
本発明に係る単電池は、底板部と、該底板部の周縁に立設された一対の側板部及び一対の端板部とによって箱状に形成されたケース本体を備え、一方又は両方の端板部に安全弁を設けた単電池であって、前記安全弁が開弁したときにケース内から放出されるガスを誘導する排気路を設けるため、安全弁が間に位置するようにケース本体の端板部から突出し、閉鎖空間を形成するための一対の突条部と、該一対の突条部の両端からケース本体の側板部に沿うように設けられたスペーサ部とによって平面視コ字形に形成された枠状座部が備えられていることを特徴としている。 The cell according to the present invention includes a case main body formed in a box shape by a bottom plate portion, a pair of side plate portions and a pair of end plate portions that are erected on the periphery of the bottom plate portion, and one or both ends. A single cell having a safety valve in the plate portion, and an end plate of the case main body so that the safety valve is positioned between the battery in order to provide an exhaust passage for guiding the gas released from inside the case when the safety valve is opened Are formed in a U-shape in plan view by a pair of ridges for projecting from the part and forming a closed space, and a spacer part provided along the side plate part of the case body from both ends of the pair of ridges. A frame-shaped seat portion is provided.
この単電池によれば、ケース本体の側板部が向き合うように単電池を並べて接続した組電池において、隣り合っている単電池のスペーサ部が当接するため、隣り合っている単電池のケース本体の側面部と側面部との間に冷却空間が設けられ、そして、枠状座部の一対の突条によって形成される閉鎖空間が連続することで排気路を設けることができる。 According to this unit cell, in the assembled battery in which the unit cells are arranged and connected so that the side plates of the case body face each other, the spacer part of the adjacent unit cell abuts. A cooling space is provided between the side surface portion and the side surface portion, and the exhaust path can be provided by the continuous closed space formed by the pair of protrusions of the frame-shaped seat portion.
また、前記と異なる本発明に係る単電池は、底板部と、該底板部の周縁に立設された一対の側板部及び一対の端板部とによって箱状に形成されたケース本体を備え、一方又は両方の端板部に安全弁を設けた単電池であって、前記安全弁が開弁したときにケース内から放出されるガスを誘導する排気路がケース本体の端板部に設けられ、ケース本体の端板部から突出するスペーサ部が備えられていることを特徴としている。 Further, a cell according to the present invention different from the above comprises a case main body formed in a box shape by a bottom plate portion, a pair of side plate portions and a pair of end plate portions erected on the periphery of the bottom plate portion, A unit cell provided with a safety valve on one or both end plate portions, and an exhaust passage for guiding gas released from inside the case when the safety valve is opened is provided on the end plate portion of the case body, A spacer portion protruding from the end plate portion of the main body is provided.
この単電池によれば、ケース本体の側板部が向き合うように単電池を並べて接続した組電において、ケース本体の端板部から突出したスペーサ部によって、隣り合っている単電池のケース本体の側面部との間に冷却空間が設けられる。そして、ケース本体の端板部に排気路が設けられることにより、安全弁が開弁したときにケース内から放出されるガスを所期の方向に誘導することができ。 According to this unit cell, in the battery assembly in which the unit cells are arranged and connected so that the side plate portions of the case body face each other, the side surface of the case body of the adjacent unit cell by the spacer portion protruding from the end plate portion of the case body. A cooling space is provided between these parts. And by providing an exhaust path in the end plate part of the case body, the gas released from the case when the safety valve is opened can be guided in the intended direction.
また、前記本発明に係る単電池において、前記スペーサ部は、前記ケース本体の一方又は両方の端板部に固定されたロッド支持部によって設けられていることが好ましい。この単電池によれば、端板部に固定されるロッド支持部の端部が端板部よりも幅方向に突出することで、スペーサ部を設けることができる。なお、単電池を並べた電池モジュールを仮連結して組電池が組み立てられるが、この仮連結する際にロッド支持部が使用される。 Further, in the unit cell according to the present invention, it is preferable that the spacer portion is provided by a rod support portion fixed to one or both end plate portions of the case body. According to this single cell, the spacer part can be provided by the end part of the rod support part fixed to the end plate part projecting in the width direction from the end plate part. In addition, the battery module in which the cells are arranged is temporarily connected to assemble the assembled battery, and a rod support portion is used when temporarily connecting the battery modules.
また、前記本発明に係る単電池において、前記排気路を設けるため、安全弁が間に位置するようにケース本体の端板部から突出し、閉鎖空間を形成するための一対の突条部と、該一対の突条部の両端からケース本体の側板部に沿うように設けられたスペーサ部とによって平面視コ字形に形成された枠状座部を備え、該枠状座部と前記ロッド支持部とが中継ぎ部によって一体化されていることが好ましい。この単電池によれば、枠状座部とロッド支持部とが中継ぎ部によって一体化されていることにより、枠状座部とロッド支持部とを別体で成形するよりも生産性を向上させることができる。 Further, in the unit cell according to the present invention, in order to provide the exhaust passage, a pair of protrusions projecting from the end plate portion of the case body so as to position the safety valve therebetween, and forming a closed space, A frame-shaped seat portion formed in a U-shape in plan view by a spacer portion provided along the side plate portion of the case body from both ends of the pair of ridge portions, the frame-shaped seat portion and the rod support portion; Are preferably integrated by the intermediate portion. According to this single cell, the frame-shaped seat portion and the rod support portion are integrated by the intermediate portion, thereby improving productivity as compared with the case where the frame-shaped seat portion and the rod support portion are separately formed. be able to.
また、前記本発明に係る単電池において、前記中継ぎ部は、枠状座部とロッド支持部とを連結する1本又は複数本の棒状の部材によって形成されていることが好ましい。この単電池によれば、中継ぎ部が1本又は複数本の棒状の部材によって形成されていることにより、中継ぎ部が電池ケースの端板部と部分的に重ね合わされ、中継ぎ部が端板部からの放熱性の障害となりにくいようにすることができる。 Further, in the unit cell according to the present invention, it is preferable that the intermediate portion is formed by one or a plurality of rod-shaped members that connect the frame-shaped seat portion and the rod support portion. According to this single battery, since the intermediate portion is formed by one or a plurality of rod-shaped members, the intermediate portion is partially overlapped with the end plate portion of the battery case, and the intermediate portion is separated from the end plate portion. It can be made difficult to become an obstacle to heat dissipation.
また、前記本発明に係る単電池において、前記閉鎖空間は、一対の突条部間に蓋体部が被さることで形成されることが好ましい。この単電池によれば、一対の突条部間に蓋体部が被さることで閉鎖空間を容易に形成することができる。 In the unit cell according to the present invention, the closed space is preferably formed by covering a lid portion between a pair of protrusions. According to this single cell, the closed space can be easily formed by covering the lid portion between the pair of protrusions.
また、本発明に係る電池モジュールは、蓋体部を一対の突条部間に被せていない前記本発明に係る単電池を並べて接続した電池モジュールであって、隣り合っている単電池のスペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、かつ、隣り合っている単電池の排気路が連続し、該排気路が、複数の単電池の端板部に重なる帯板部を有する筒状体によって設けられ、端板部には、前記安全弁の位置に対応して窓穴部が設けられていることを特徴としている。 In addition, the battery module according to the present invention is a battery module in which the cells according to the present invention are arranged side by side without the lid portion being covered between the pair of protrusions, and the spacer portions of the adjacent unit cells By abutting each other, a cooling space is provided between the side plate portion and the side plate portion of the case body of the adjacent unit cells, and the exhaust path of the adjacent unit cells is continuous, and the exhaust path However, it is provided by a cylindrical body having a band plate portion overlapping the end plate portions of a plurality of single cells, and the end plate portion is provided with a window hole portion corresponding to the position of the safety valve. Yes.
この電池モジュールによれば、隣り合っている単電池のスペーサ部同士が当接することで、隣り合っている組電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられるため、単電池から出される熱がこの冷却空間で冷却され、また、単電池の排気路が連続することで、電池モジュールにも排気路が設けられ、安全弁が開弁したときに、ケース内から放出されたガスを電池モジュールの排気路内に排出することができる。 According to this battery module, since the spacer portions of the adjacent unit cells contact each other, a cooling space is provided between the side plate portion and the side plate portion of the case body of the adjacent assembled battery. The heat generated from the battery is cooled in this cooling space, and the exhaust path of the unit cell is continuous, so that the exhaust path is also provided in the battery module and released from the case when the safety valve is opened. Gas can be discharged into the exhaust path of the battery module.
そして、排気路が筒状体によって設けられることにより、安全弁が開弁してケース内から放出されたガスが冷却空間内に流れ込むことなく、確実に電池モジュール外の所期の方向に排出することができる。 And, by providing the exhaust passage with a cylindrical body, the safety valve is opened, and the gas released from the case does not flow into the cooling space, but is surely discharged in the intended direction outside the battery module. Can do.
また、前記本発明にかかる電池モジュールにおいて、前記帯板部が前記単電池の端板部と重なる面に、窓穴部を囲む環状溝が形成され、該環状溝にパッキンが嵌め込まれていることが好ましい。この電池モジュールによれば、パッキンによって単電池の端板部と筒状体の帯板部との間の気密性を高めることができる。そして、パッキンが環状溝に嵌め込まれることによって、帯板部が単電池の端板部と密着するようにすることができる。 Further, in the battery module according to the present invention, an annular groove surrounding the window hole portion is formed on a surface where the band plate portion overlaps the end plate portion of the unit cell, and a packing is fitted in the annular groove. Is preferred. According to this battery module, the airtightness between the end plate portion of the unit cell and the strip plate portion of the cylindrical body can be enhanced by packing. And a band plate part can be made to closely_contact | adhere with the end plate part of a cell by fitting packing into an annular groove.
また、前記と異なる本発明に係る電池モジュールは、蓋体部を一対の突条部間に被せた前記本発明に係る単電池を並べて接続した電池モジュールであって、隣り合っている単電池のスペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、かつ、隣り合っている単電池の閉鎖空間が連続することで、排気路が設けられていることを特徴としている。 Further, a battery module according to the present invention different from the above is a battery module in which the cells according to the present invention are arranged side by side with a lid portion covered between a pair of protrusions, and are adjacent to each other. By contacting the spacer parts, a cooling space is provided between the side plate part and the side plate part of the case body of the adjacent unit cells, and the closed space of the adjacent unit cells is continuous. The exhaust passage is provided.
この電池モジュールによれば、隣り合っている単電池のスペーサ部同士が当接することで、隣り合っている組電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられるため、単電池から出される熱がこの冷却空間で冷却され、そして、単電池の閉鎖空間が連続することで設けられる排気路によって、安全弁が開弁したときに、ケース内から放出されたガスを誘導して所期の方向に排気することができる。 According to this battery module, since the spacer portions of the adjacent unit cells contact each other, a cooling space is provided between the side plate portion and the side plate portion of the case body of the adjacent assembled battery. The heat released from the battery is cooled in this cooling space, and when the safety valve is opened by the exhaust passage provided by the continuous closed space of the unit cell, the gas released from the case is induced. Exhaust in the desired direction.
また、前記本発明に係る電池モジュールにおいて、前記蓋体部は、前記突条部の長さよりも長く長尺に形成されていることが好ましい。この電池モジュールによれば、蓋体部が突条部の長さよりも長く長尺に形成されていることにより、単電池を並べて接続した組電池に設けられる排気路は、突条部の長さだけの蓋体部よりも少ない枚数、好ましくは1枚で効率的に形成することができる。 In the battery module according to the present invention, it is preferable that the lid portion is formed to be longer than the length of the protruding portion. According to this battery module, since the lid portion is formed to be longer than the length of the ridge portion, the exhaust path provided in the assembled battery in which the cells are arranged and connected is the length of the ridge portion. It can be efficiently formed with a smaller number of sheets, preferably one sheet, than the only lid part.
また、前記本発明に係る電池モジュールにおいて、前記排気路内に1個又は複数個の難燃化剤が入れられていてもよい。この電池モジュールによれば、排気路内に難燃化剤が入れられていることにより、ガスによって発火しないようにすることができる。 In the battery module according to the present invention, one or a plurality of flame retardants may be placed in the exhaust passage. According to this battery module, since the flame retardant is placed in the exhaust passage, it can be prevented from being ignited by gas.
また、本発明に係る組電池は、筒状体によって排気路を設けた前記本発明に係る電池モジュールを並べて接続した組電池であって、前記筒状体が前記電池モジュールの長さよりも長く形成されていることを特徴としている。 Further, the assembled battery according to the present invention is an assembled battery in which the battery modules according to the present invention in which exhaust passages are provided by a cylindrical body are connected side by side, and the cylindrical body is formed longer than the length of the battery module. It is characterized by being.
この組電池によれば、電池モジュールを並べて接続した組電池において、筒状体が複数の電池モジュールに亘って形成されるため、電池モジュールごとに筒状体を成形するよりも効率的に排気路を形成することができる。 According to this assembled battery, in the assembled battery in which the battery modules are arranged and connected, the cylindrical body is formed across the plurality of battery modules, so that the exhaust path is more efficient than molding the cylindrical body for each battery module. Can be formed.
また、本発明に係る組電池は、蓋体部を一対の突条部間に被せた前記本発明に係る電池モジュールを並べて接続した組電池であって、隣り合っている単電池のスペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、かつ、隣り合っている単電池の閉鎖空間が連続することで、排気路が設けられていることを特徴としている。 Further, the assembled battery according to the present invention is an assembled battery in which the battery modules according to the present invention in which the lid portion is placed between a pair of protrusions are connected side by side, and the spacer portions of the adjacent unit cells are connected to each other. Makes a cooling space between the side plate portion and the side plate portion of the case body of the adjacent unit cells, and the closed space of the adjacent unit cells is continuous, so that the exhaust path It is characterized by being provided.
この組電池によれば、電池モジュールを並べて接続した組電池において、排気路を設けることができるため、ケース内から放出されたガスを排気路内に誘導して所期の方向に排気することができる。 According to this assembled battery, since the exhaust path can be provided in the assembled battery in which the battery modules are arranged and connected, the gas released from the case can be guided into the exhaust path and exhausted in the intended direction. it can.
また、本発明に係る組電池において、前記蓋体部は、前記電池モジュールの長さよりも長尺に形成されていることが好ましい。この組電池によれば、電池モジュールを並べて接続させた後に、1枚もしくは、電池モジュールの長さの蓋体部よりも少ない枚数の蓋体部で効率的に排気路を形成することができる。 Moreover, the assembled battery which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said cover body part is formed longer than the length of the said battery module. According to this assembled battery, after the battery modules are connected side by side, the exhaust path can be efficiently formed with one or a smaller number of lid parts than the length of the lid part of the battery module.
本発明によれば、単電池と単電池との間に冷却空間を設け、かつ、複数の単電池にわたって連続する排気路を設けた電池モジュール及び組電池、並びに電池モジュール及び組電池を構成する単電池が提供されることにより、組電池を組み合わせたモジュールは、放熱性を十分に確保するとともに、ケース内から放出されたガスを所期の方向に排出することができるものとなる。 According to the present invention, a battery module and an assembled battery in which a cooling space is provided between the single cells and a continuous exhaust path is provided across the plurality of single cells, and the single battery constituting the battery module and the assembled battery. By providing the battery, the module in which the assembled battery is combined can sufficiently ensure heat dissipation and can discharge the gas released from the case in the intended direction.
〔実施形態1〕
本発明に係る第1の実施形態の単電池、電池モジュール及び組電池について図面を参照しながら説明する。第1の実施形態の単電池Aは、図1に示すように、ケース10に枠状座部20を固定することで排気路2を設け、複数の単電池A,…を並べて接続した電池モジュールB及び複数の電池モジュールB,…を並べて接続した組電池Cに図2及び図3に示すような冷却空間1と排気路2を設けるようにしたことを特徴としている。
Embodiment 1
A single battery, a battery module, and an assembled battery according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the unit cell A of the first embodiment is provided with an
ケース10は、四角形状の底板部11と、この底板部11の周縁に立設された一対の側板部12及び一対の端板部13とによって開口部を有する箱状に形成したケース本体19と、開口部を塞ぐ蓋板14とによって構成されている。
The
ケース本体19内には、発電要素(図示せず)が横向きに収納され、その後、電解液が注液される。発電要素は、シート状の正極板とシート状の負極板とがセパレータを挟んで重ね合わされ、これらを扁平な渦巻状に巻回したものである。また、蓋板14からは、正極端子15と負極端子16とが突出している。なお、この実施形態では、図1に示すように、正極端子15と負極端子16とが上側に位置した起立姿勢を基本的な向きとして説明する。
In the
そして、ケース本体19の両端板部13には、異常時にケース10内で発生したガスをケース10外へ放出させるための安全弁17が設けられている。安全弁17が端板部13に設けられることにより、横向きに収納された発電要素から出されるガスをケース10外へ放出しやすくされている。
The both
そして、ケース10に固定された枠状座部20は、安全弁17が間に位置するように、すなわち、図面において安全弁17の上側と下側でケース本体19の端板部13に固定される一対の突条部21と、この一対の突条部21の両端からケース本体19の側板部12に沿うように固定されるスペーサ部22とによって平面視コ字形に形成されている。したがって、突条部21は、ケース本体19の端板部13の幅に両スペーサ部22の厚さを加えた長さとされている。
The pair of frame-shaped
そして、スペーサ部22は、ケース本体19の側板部12のエッジに沿うように一対の突条部21に架橋される「I」字形に形成されるが、ケース本体19の側板部12の内側まで入り込むように「コ」字形に形成してもよい。このようなスペーサ部22がケース本体19の両側板部12を挟む状態となる。
The
そして、蓋体部30は、一対の突条部21に跨るように架け渡され、突条部21と蓋体部30とによって閉鎖空間が形成される。この蓋体部30の中間部は、図示したような平板状とするほか、外向きに膨出した樋状としてもよい。
Then, the
また、蓋体部30を突条部21に容易かつ確実に装着することができるように、一対の突条部21の各対向面には、蓋体部30の各側縁を嵌め込む溝21aが形成されている。ただし、図示しないが、突条部21は複数の雌ネジを形成した台座とし、蓋体部30の各側縁部に小孔を形成し、小孔を貫通して雌ネジに螺合するビスによって蓋体部30を突条部21に固定してもよい。
In addition,
また、蓋体部30は、図2に示すように、複数の単電池A,…を並べて接続させた電池モジュールBの長さを有する帯状の長尺に形成することにより、あるいは、図4に示すように、複数の電池モジュールB,…を並べて接続した組電池Cの長さを有する帯状の長尺に形成することにより、蓋体部30を突条部21に装着する作業性を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
ただし、蓋体部30は、図1に示すように、突条部21と同じ長さとし、電池モジュールBとしたときに、隣り合っている単電池Aの蓋体部30と蓋体部30とを突き合わせるようにしてもよい。この場合、蓋体部30と蓋体部30との間にパッキンを介在させると、気密性を上げられるので、好ましい。
However, as shown in FIG. 1, the
そして、ケース本体19の両端板部13には、底部側と開口部側とにおいて、ロッド(図示せず)を挿通する貫通穴41を形成したロッド支持部40が固定されている。このロッド支持部40は、枠状座部20の突条部21と同じ長さとされ、単電池Aを隣り合わせたときに、隣り合っているロッド支持部40の端面同士が当接するようにされている。なお、図示したロッド支持部40には、ケース本体19の側板部12に沿うスペーサ部が設けられていないが、枠状座部20と同様、スペーサ部を設けてもよい。
And the
そして、枠状座部20及びロッド支持部40は、軽量化を図るため、耐熱樹脂製とされ、寸法精度、生産性、接着強度などの観点から、射出成型によりケース本体19と一体成型される。
The frame-shaped
ただし、枠状座部20及びロッド支持部40は、金属製としてもよく、金属製の枠状座部20及びロッド支持部40とケース本体19とは、鍛造によって一体成型することができる。また、枠状座部20及びロッド支持部40が樹脂製であっても、金属製であっても、別体として接着剤などによってケース本体19に固定してもよい。なお、枠状座部20、蓋体部30及びロッド支持部40が樹脂製とされる場合は、ポリファニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド、フッ素樹脂などによって成型することが好ましい。
However, the frame-shaped
このような単電池Aは、図2に示すように、側板部12と側板部12とが向き合い、正極端子15と負極端子16とがバスバー50によって接続されることで、電池モジュールBとなる。この電池モジュールBは、隣り合っている単電池Aに固定された枠状座部20のスペーサ部22同士が当接することで、単電池Aと単電池Aとの間に冷却空間1が設けられる。
As shown in FIG. 2, such a single cell A becomes a battery module B when the
なお、隣り合っている単電池Aに固定されたロッド支持部40の端面同士が当接することでも、単電池Aと単電池Aとの間に冷却空間1が設けられるが、ロッド支持部40の端面同士が当設しなくても、枠状座部20のスペーサ部22同士が当接することで、冷却空間1が設けられる。
Note that the cooling space 1 is provided between the unit cells A and A even when the end surfaces of the
そして、連続した状態となった枠状座部20の突条部21に蓋体部30を装着する、すなわち、一対の突条部21に蓋体部30を被せる。蓋体部30は、図2に示すように、電池モジュールBの長さと同じ長さの長尺に形成されていることにより、1個の電池モジュールBに1本の蓋体部30を装着し、並べて接続した各単電池Aに形成される閉鎖空間が連続して排気路2となる。
And the
ただし、図1に示すように、蓋体部30が単電池Aの枠状座部20の突条部21と同じ幅であるときは、単電池Aにおいて突条部21と蓋体部30とによって形成される閉鎖空間が連続することで、排気路2が設けられる。
However, as shown in FIG. 1, when the
いずれにしても、突条部21の対向面に溝21aが形成され、この溝21aに蓋体部30の各側縁を嵌め込むようにスライドさせることで、蓋体部30を突条部21に容易に装着することができる。
In any case, a
そして、排気路2の適宜位置には、1個又は複数個の難燃化剤(図示せず)が入れられている。
One or a plurality of flame retardants (not shown) are placed at appropriate positions in the
そして、並べて接続した単電池Aの蓋板14上には、ベルト通し部61を設けたカバー60が重ね合わされている。このカバー60には、正極端子15や負極端子16を避ける切欠部や正極端子15や負極端子16を部分的に囲むリブが設けられている。
A
このような電池モジュールB,…は、複数並べて接続させることで、図8、図9に示すような組電池Cとなる。 A plurality of such battery modules B,... Are connected side by side to form an assembled battery C as shown in FIGS.
この組電池Cは、例えば、図3に示すように、蓋体部30が被さっていない電池モジュールBを並べて接続したユニットCaから組み立てられる。このユニットCaは、電池モジュールBと電池モジュールBの間にも冷却空間1を設けたものであり、隣り合っている電池モジュールBの正極端子15と負極端子16とをバスバー50によって接続したものである。このバスバー50は、電池モジュールBの正極端子15と負極端子16とを接続するバスバー50を使用することができる。
For example, as shown in FIG. 3, the assembled battery C is assembled from a unit Ca in which battery modules B that are not covered with the
次に、図4に示すように、組電池CのユニットCaの長さと同じ長さの長尺に形成された蓋体部30を連続した枠状座部20の突条部21に装着する。この長尺な蓋体部30により、組電池Cには、各単電池Aに形成される閉鎖空間が連続した排気路2を一挙に設けたユニットCbとなる。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、図5に示すように、ケース本体19の底板部11を突き合わせることで、2段積みのユニットCcとする。そして、連続した状態となったロッド支持部40の貫通穴41にロッド(図示せず)を挿通し、電池モジュールB同士を仮連結する。この組電池CのユニットCcは、電池モジュールBのカバー60が図面において上側と下側に配置された状態となり、図6に示すように、カバー60のベルト通し部61に耐熱性及び高強度性を備えたベルト70を通すことで、ユニットCcを安定した状態とする。
Next, as shown in FIG. 5, the
このベルト70としては、例えば、高強力高耐熱ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO;商品名「ザイロン」)やメタ系アラミド繊維、あるいは、パラ系アラミド繊維などを採用することが好ましい。なお、図5に示したベルト70は、環状に形成されているが、実際のベルト70は、一部が切断され、ベルト通し部61に通された後、切断部が結ばれる。
As this
次に、ロッド支持部40の貫通穴41からロッドを抜き取り、図7に示すように、ユニットCcの両端にエンドプレート81,82を重ね合わせたユニットCdとする。エンドプレート81,82には、幅方向に補強のための複数のリブやロッド支持部40の貫通穴41に連通する小孔などが設けられている。一部のリブは、排気ダクト90を支持できるように、両端の枠状座部20の突条部21と連続する位置に設けられている。なお、エンドプレート81,82は、従来から用いられている金属製のものの他に、ポリファニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド、フッ素樹脂などによって成型することができる。
Next, the rod is extracted from the through
排気ダクト90は、両端に排気路2と連通する吸気口91を設け、中間部に排気口92を設けたもので、吸気口91と排気口92とは当然、反対向きとされている。このような排気ダクト90が図8に示すように、両方のエンドプレート81,82に固定される。
The
そして、エンドプレート81,82の小孔からロッド支持部40の貫通穴41にロッド(図示せず)が挿通され、ロッドの両端にナット(図示せず)が締結されることで、組電池Cが完成する。このロッドやナットは、耐熱性や高強度性のある材料から製造されるが、例えば、チタン、チタン合金、ポリアミドMXD6系樹脂(商品名「RENY」)、ポリファニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などから製造することにより、従来の鉄やステンレス鋼と比較して軽量化も図ることができる。また、ロッドとナットは、これらのいずれかの同じ材質の組合せとしてもよし、異なる材質の組合せとしてもよい。なお、排気ダクト90は、一方のエンドプレート81にのみ固定し、他方のエンドプレート82に固定せず、排気路2を塞いだものとしてもよい。
A rod (not shown) is inserted from the small holes of the
この組電池Cは、図8に示すように、電極15,16が上下に位置した起立姿勢で設置されると、前後方向(水平方向)の冷却風が冷却空間1を流れ、各単電池Aを冷却する。また、組電池Cは、図9に示すように、電極15,16が前後に位置した横臥姿勢で設置されると、上下方向(鉛直方向)の冷却風が冷却空間1を流れ、各単電池Aを冷却する。
As shown in FIG. 8, in the assembled battery C, when the
また、いずれの姿勢で設置された組電池Cであっても、いずれかの単電池Aが異常な状態となり、安全弁17が開弁することで、ケース10内から放出されたガスは、排気路2内を流れ、排気ダクト90の排気口92から所期の方向に排出される。排気路2内に難燃化剤が入れられているときは、排気口92から排出されるガスが難燃化される。
Moreover, even if the assembled battery C is installed in any posture, any of the cells A becomes abnormal and the
したがって、この組電池Cを備えた装置は、ケース内から放出されたガスがケース上の監視部などの方に流れ、監視部などを損傷させることがない。また、監視部が単電池Aの異常を検知し、組電池Cを制御することで、異常が他の単電池Aに拡大しないようにすることができる。 Therefore, in the apparatus provided with the assembled battery C, the gas released from the inside of the case flows toward the monitoring unit on the case and does not damage the monitoring unit. Further, the monitoring unit detects an abnormality of the unit cell A and controls the assembled battery C, so that the abnormality can be prevented from spreading to other unit cells A.
〔実施形態2〕
本発明に係る第2の実施形態について図10及び図11を参照しながら説明する。この電池モジュールBは、図10に示すように、ケース本体19の一方の端板部13にのみ安全弁17を設けた単電池Aを並べて接続させている。この電池モジュールBにあっては、当然ながら、排気路2は安全弁17が設けられた側にのみ設けられる。なお、図10には、ロッド支持部40が示されていないが、この単電池A及び電池モジュールBにおいてもロッド支持部40を設けたものとしてもよい。
[Embodiment 2]
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the battery module B, as shown in FIG. 10, the unit cells A provided with the
また、この電池モジュールBは、図11に示すように、安全弁17を設けていない端板部13同士が接合するように並べて接続した組電池Cを組み立てることができる。この組電池Cは、各列の電池モジュールBの露出している両側の端盤にのみ排気路2を設けたものとされている。したがって、この組電池Cに備えられた排気ダクト90もこの両排気路2に連続する吸気口91を有している。
In addition, as shown in FIG. 11, the battery module B can assemble an assembled battery C that is arranged and connected so that
また、この組電池Cは、隣り合っている電池モジュールBと電池モジュールBのケース本体19の側板部12の間隔が電池モジュールBにおいて隣り合っているケース本体19の側板部12の間隔よりも広くされ、蓋体部30が各電池モジュールBの排気路2の長さに形成されている。そして、隣り合っている電池モジュールBの排気路2と排気路2とは、筒状のジョイント100によって連結される。このジョイント100は、例えば、排気路2の端部に挿入される挿込み口101を両端に形成したものとされている。また、このジョイント100内に難燃化剤を入れておいてもよい。
Further, in this assembled battery C, the interval between the adjacent battery module B and the
なお、図8及び図9に示した組電池Cにおいても図11に示したジョイント100によって排気路2を連結してもよい。さらに、電池モジュールBは、使用状況により、難燃化剤は、排気路2内に入れないものとしてもよい。
In the assembled battery C shown in FIGS. 8 and 9, the
〔実施形態3〕
本発明に係る単電池Aの第3の実施形態について、図12及び図13を参照しながら説明する。この単電池Aは、枠状座部20と一対のロッド支持部40とを中継ぎ部24によって一体化したことを特徴とし、他の構成は第1の実施形態と同じである。図12に示した中継ぎ部24は、板状に成形されている。板状の中継ぎ部24は、ロッド支持部40と突条部21をほぼ全長で一体化し補強している。
[Embodiment 3]
A third embodiment of a cell A according to the present invention will be described with reference to FIGS. The unit cell A is characterized in that the frame-shaped
また、図13に示した中継ぎ部24は、一対(2本)の棒状の部材24aによって中抜き状とし、枠状座部20と一対のロッド支持部40とを連結している。あるいは、中継ぎ部24は、図示しないが3本以上の棒状の部材によって中抜き状とし、又は1本の棒状部材によって、枠状座部20と一対のロッド支持部40とを連結してもよい。
13 is formed in a hollow shape by a pair (two) of rod-shaped
このような中継ぎ部24は、ケース本体19の端板部13と全面で重なり合わないため、端板部13からの放熱の障害とならない、すなわち、枠状座部20とロッド支持部40との間から露出している端板部13が空気に触れることで、冷却効果を確保することができる。
Since the
図12及び図13に示したいずれの中継ぎ部24にしても、樹脂成形される場合において、枠状座部20と一対のロッド支持部40とを一体成形することができるため、樹脂を金型に流し込む回数を1回とし、別々に成形する場合よりも少なくし、生産性を向上することができる。
In any of the
なお、第3の実施形態においても、第2の実施形態において説明したように、安全弁17をケース本体19の一方の端板部13にのみ設けた単電池Aについても実施することができることはいうまでもない。
In the third embodiment, as described in the second embodiment, it can also be said that the single battery A in which the
〔実施形態4〕
本発明係る第4の実施形態について、図14及び図15を参照しながら説明する。この電池モジュールBは、単電池Aを並べて接続した電池モジュールBの排気路2を筒状体31によって設けている。筒状体31は、単電池Aの端板部13に重なる帯板部31aと、樋形状の隔壁部31bとを組み合わせることで、排気路2を形成している。隔壁部31bは、端面形状が図示したようなコ字形以外に、円弧形のように形成されてもよい。
[Embodiment 4]
A fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the battery module B, the
また、帯板部31aには、各単電池Aに設けられた安全弁17の位置に対応して窓穴部31cが設けられている。安全弁17が円盤状であるため、窓穴部31cも円形に形成されるが、四角形その他の多角形に形成してもよい。
In addition, a
そして、帯板部31aが単電池Aの端板部13と重なる面には、図15に示すように、窓穴部31cを囲む環状溝31dが形成され、この環状溝31dにパッキン32が嵌め込まれている。当然ながら、環状溝31dは、パッキン32の外径よりも僅かに浅く形成されている。
As shown in FIG. 15, an
そして、パッキン32が環状溝31dに嵌め込まれることによって、帯板部31aが単電池Aの端板部13と密着する。したがって、筒状体31は、ガタツクことなく、組付け性を良好にすることができる。
And the
ただし、パッキン32は、径方向に僅かに圧縮されるため、単電池Aの端板部13と帯板部31aとの間の気密性を高めることができる。なお、帯板部31aが単電池Aの端板部13と密着する材質で成形される場合は、パッキン32を省略し、当然ながら、環状溝31dを形成しないようにしてもよい。
However, since the packing 32 is slightly compressed in the radial direction, the airtightness between the
そして、排気路2が筒状体31によって設けられ、筒状体31の帯板部31aが排気路2と冷却空間1とを隔絶するため、安全弁17が開弁することで、ケース10内から放出されるガスは、冷却空間1の方へ漏洩することなく、筒状体31によって形成された排気路2に流入する。
And since the
そして、この電池モジュールBも複数並べて接続されることで、組電池Cとして使用される。この組電池Cにも排気ダクト90(図7ないし図9参照)が備えられ、筒状体31の端部がこの排気ダクト90に接続される。したがって、筒状体31によって形成された排気路2内に流入したガスは、排気ダクト90から組電池C外へ排出される。
A plurality of the battery modules B are also connected side by side to be used as the assembled battery C. The assembled battery C is also provided with an exhaust duct 90 (see FIGS. 7 to 9), and the end of the
なお、第4の実施形態で図14に示した電池モジュールBは、枠状座部20とロッド支持部40とが別体とされているが、第3の実施形態で説明したように、第4の実施形態であっても、枠状部材20とロッド支持部40とを中継ぎ部24によって一体化してもよい。また、筒状体31は、樹脂製であっても金属製であってもよく、樹脂製とされる場合は、ポリファニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド、フッ素樹脂などによって成型することが好ましい。また、第4の実施形態においても、第2の実施形態において説明したように、安全弁1をケース本体19の一方の端板部13にのみ設けた単電池Aについても実施することができる。
In the battery module B shown in FIG. 14 in the fourth embodiment, the frame-shaped
〔実施形態5〕
本発明に係る第5の実施形態について図16及び図17を参照しながら説明する。この単電池Aは、図16に示すように、排気路2を一対のロッド支持部40によって設けたことを特徴としている。したがって、当然ながら、一対のロッド支持部40の間に安全弁17が位置している。また、ロッド支持部40は、ケース本体10の端板部13よりも長く、両端部又は一端部がケース本体10の端板部13よりも幅方向に突出し、この突出した部分42が、組み立てられた電池モジュールにおいて冷却空間1を設けるためのスペーサとなる。
[Embodiment 5]
A fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 16, this single cell A is characterized in that the
すなわち、このような単電池Aを並べて接続した電池モジュールBは、図17に示すように、一対のロッド支持部40の間に設けられた排気路2が連続し、ロッド支持部40の突出した部分42同士が当接することで、単電池Aと単電池Aとの間に冷却空間1が設けられる。そして、図示しないが、この電池モジュールBが複数並べて接続されることで、組電池が組み立てられる。
That is, in the battery module B in which the unit cells A are connected side by side, the
このような、単電池A、電池モジュールBそして組電池に備えられた一対のロッド支持部40に蓋体部(図示せず)が跨るように架け渡されることで、排気路2を設ける密閉空間が形成される。
Such a sealed space in which the
〔その他の実施形態〕
第1ないし第3の実施形態における単電池Aは、排気路2を形成することを特徴としており、蓋体部30は、必須の構成要件でない。また、枠状座部20及びロッド支持部40の両方又は一方がケース本体19と同じく金属製で別体とされる場合は、接着剤だけでなく、溶接やロウ付けなどによって、両者20,40,19を固定してもよい。
[Other Embodiments]
The cell A in the first to third embodiments is characterized by forming the
A………単電池
B………電池モジュール
C………組電池
1………冷却空間
2………排気路
10……ケース
11……底板部
12……側板部
13……端板部
17……安全弁
19……ケース本体
20……枠状座部
21……突条部
21a…溝
22……スペーサ部
24……中継ぎ部
24a…棒状の部材
30……蓋体部
31……筒状体
31a…端板部
31c…窓穴部
31d…環状溝
32……パッキン
40……ロッド支持部
A ... Batteries B ... Batteries module C ... Batteries 1 ...
Claims (14)
前記安全弁が開弁したときにケース内から放出されるガスを誘導する排気路を設けるため、安全弁が間に位置するようにケース本体の端板部から突出し、閉鎖空間を形成するための一対の突条部と、該一対の突条部の両端からケース本体の側板部に沿うように設けられたスペーサ部とによって平面視コ字形に形成された枠状座部が備えられていることを特徴とする単電池。 A case body formed in a box shape by a bottom plate portion, a pair of side plate portions and a pair of end plate portions erected on the periphery of the bottom plate portion, and a safety valve is provided on one or both end plate portions. A battery,
In order to provide an exhaust path for guiding the gas released from inside the case when the safety valve is opened, a pair of the safety valve protrudes from the end plate portion of the case body so as to be positioned therebetween, and forms a closed space A frame-shaped seat portion formed in a U-shape in plan view is provided by the ridge portion and a spacer portion provided along the side plate portion of the case body from both ends of the pair of ridge portions. A single cell.
前記安全弁が開弁したときにケース内から放出されるガスを誘導する排気路がケース本体の端板部に設けられ、ケース本体の端板部から突出するスペーサ部が備えられていることを特徴とする単電池。 A case body formed in a box shape by a bottom plate portion, a pair of side plate portions and a pair of end plate portions erected on the periphery of the bottom plate portion, and a safety valve is provided on one or both end plate portions. A battery,
An exhaust passage for guiding gas released from the inside of the case when the safety valve is opened is provided in the end plate portion of the case body, and a spacer portion protruding from the end plate portion of the case body is provided. A single cell.
該枠状座部と前記ロッド支持部とが中継ぎ部によって一体化されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の単電池。 In order to provide the exhaust passage, a pair of protrusions project from the end plate portion of the case body so that a safety valve is located between them, and a pair of protrusions for forming a closed space, and from both ends of the pair of protrusions, A frame-shaped seat portion formed in a U-shape in plan view with a spacer portion provided along the side plate portion;
The unit cell according to claim 2 or 3, wherein the frame-shaped seat portion and the rod support portion are integrated by a joint portion.
隣り合っている単電池のスペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、かつ、隣り合っている単電池の排気路が連続し、
該排気路が、複数の単電池の端板部に重なる帯板部を有する筒状体によって設けられ、端板部には、前記安全弁の位置に対応して窓穴部が設けられていることを特徴とする電池モジュール。 A battery module in which the single cells according to any one of claims 1 to 5 are connected side by side,
By adjoining the spacer portions of the adjacent unit cells, a cooling space is provided between the side plate portion and the side plate portion of the case body of the adjacent unit cell, and the adjacent unit cell The exhaust path is continuous,
The exhaust passage is provided by a cylindrical body having a band plate portion overlapping the end plate portions of a plurality of single cells, and the end plate portion is provided with a window hole portion corresponding to the position of the safety valve. A battery module characterized by.
隣り合っている単電池のスペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、かつ、隣り合っている単電池の閉鎖空間が連続することで、排気路が設けられていることを特徴とする電池モジュール。 A battery module in which the single cells according to claim 6 are connected side by side,
By adjoining the spacer portions of the adjacent unit cells, a cooling space is provided between the side plate portion and the side plate portion of the case body of the adjacent unit cell, and the adjacent unit cell A battery module, characterized in that an exhaust path is provided by providing a closed space.
前記筒状体が前記電池モジュールの長さよりも長く形成されていることを特徴とする組電池。 An assembled battery in which the battery modules according to claim 7 or 8 are connected side by side,
The assembled battery, wherein the cylindrical body is formed longer than a length of the battery module.
隣り合っている単電池のスペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、かつ、隣り合っている単電池の閉鎖空間が連続することで、排気路が設けられていることを特徴とする組電池。 An assembled battery in which the battery modules according to claim 9 are connected side by side,
By adjoining the spacer portions of the adjacent unit cells, a cooling space is provided between the side plate portion and the side plate portion of the case body of the adjacent unit cell, and the adjacent unit cell An assembled battery characterized in that an exhaust path is provided by providing a closed space.
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