JP2015138646A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池を集合させて成る組電池に、加熱の機能も含めた電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module including an assembled battery formed by assembling batteries and a heating function.
エネルギー密度に優れた二次電池として、例えば、リチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池、ニッケル水素電池が知られているが、近年、高いエネルギー密度に加えて、不燃性という強力な利点を持つ二次電池として、溶融塩を電解質とする溶融塩電池が注目されている(特許文献1及び非特許文献1参照。)。また、溶融塩電池は、不燃性に加えて、稼働温度領域が広いことから、多数の電池を密集して組電池を構成することに適し、そのため、コンパクトな組電池を構成することができる。
As secondary batteries with excellent energy density, for example, lithium ion batteries, sodium sulfur batteries, and nickel metal hydride batteries are known, but in recent years, secondary batteries have a strong advantage of nonflammability in addition to high energy density. As such, molten salt batteries using a molten salt as an electrolyte have attracted attention (see
従って、溶融塩電池を集合させて成る組電池は、中規模電力網や家庭等での電力貯蔵用途の他、ハイブリッド車(HEV、PHEV)や電気自動車(EV)用として期待されている。溶融塩電池の稼働温度領域は例えば57℃〜190℃であるが、電気的特性の安定、電池のサイクル寿命、電極部分の温度耐久性等の観点から、より好適な温度は、現時点では例えば90度付近と考えられている。このような温度を得るためには、ヒータが使用される。 Therefore, an assembled battery formed by assembling molten salt batteries is expected to be used for hybrid vehicles (HEV, PHEV) and electric vehicles (EV), in addition to power storage applications in medium-scale power networks and homes. The operating temperature range of the molten salt battery is, for example, 57 ° C. to 190 ° C. From the viewpoint of stability of electrical characteristics, battery cycle life, temperature durability of the electrode portion, and the like, a more preferable temperature is, for example, 90 It is considered to be around degrees. In order to obtain such a temperature, a heater is used.
しかしながら、電力を外部に供給する源である電池に対して、外部から若しくは電池自身から加熱のための電力を提供することは、その分、全体的な発電効率を低下させることになる。従って、できるだけ効率よく加熱できることが好ましい。
一方、ヒータで加熱後、ヒータを停止あるいは保温の状態としていても、充放電による溶融塩電池の自己発熱が大電流によって増大すると、温度が90度付近を大きく超える高温になる場合も考えられる。従って、加熱の機能以外に、放熱の機能も必要となる。かかる加熱/放熱は、電池の性能や寿命及び、加熱のための消費電力に関係してくるため、効率の良い加熱/放熱の機能が望まれる。
However, providing power for heating from the outside or from the battery itself to the battery, which is a source for supplying power to the outside, lowers the overall power generation efficiency. Therefore, it is preferable that heating can be performed as efficiently as possible.
On the other hand, even if the heater is stopped or kept warm after being heated by the heater, if the self-heating of the molten salt battery due to charging / discharging is increased by a large current, the temperature may be much higher than about 90 degrees. Therefore, in addition to the heating function, a heat dissipation function is also required. Since such heating / heat radiation relates to the performance and life of the battery and the power consumption for heating, an efficient heating / heat radiation function is desired.
かかる課題に鑑み、本発明は、複数の電池を集合させて成る組電池に加熱の機能を備えた電池モジュールにおいて、加熱/放熱のいずれにも効率の良い構造とすることを目的とする。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a battery module having a heating function in an assembled battery formed by assembling a plurality of batteries, and to have a structure that is efficient for both heating and heat dissipation.
本発明の電池モジュールは、複数の電池を集合させて成る組電池と、前記組電池の外面に沿って線状の発熱体を面状に分布して形成され、当該発熱体相互間に固体の熱伝導材が介在する加熱部と、前記外面から見て前記加熱部より外側にあって、流体と接することにより熱交換を行う熱交換部とを備えたものである。 The battery module of the present invention is formed by assembling a plurality of batteries and a linear heating element distributed in a plane along the outer surface of the assembled battery. A heating unit in which a heat conductive material is interposed, and a heat exchange unit that is located outside the heating unit when viewed from the outer surface and exchanges heat by contacting with a fluid are provided.
本発明によれば、加熱/放熱のいずれにも効率の良い電池モジュールを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a battery module that is efficient for both heating and heat dissipation.
[実施形態の要旨]
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
[Summary of Embodiment]
The gist of the embodiment of the present invention includes at least the following.
(1)この電池モジュールは、複数の電池を集合させて成る組電池と、前記組電池の外面に沿って線状の発熱体を面状に分布して形成され、当該発熱体相互間に固体の熱伝導材が介在する加熱部と、前記外面から見て前記加熱部より外側にあって、流体と接することにより熱交換を行う熱交換部と、を備えている。 (1) This battery module is formed by assembling a plurality of batteries together with a linear heating element distributed along the outer surface of the assembled battery, and a solid state between the heating elements. And a heat exchanging unit that is located outside the heating unit as viewed from the outer surface and exchanges heat by contacting the fluid.
上記(1)のように構成された電池モジュールでは、位置的に、加熱部が、熱交換部よりも組電池に近い。そのため、加熱部に通電することによる加熱時は、組電池の迅速な昇温が可能である。なお、高温流体を熱交換部に供給すれば、熱交換部から組電池を昇温又は保温することも可能である。
一方、加熱部への通電を停止して熱交換部により放熱を促す場合は、発熱体及びそれらの間にある熱伝導材によって、組電池の熱を効率よく熱交換部に運ぶことができる。また、熱交換部は、組電池の外面から見て加熱部より外側にあるので、熱をこもらせずに放熱させることに適する。
In the battery module configured as described in (1) above, the heating unit is positioned closer to the assembled battery than the heat exchange unit. Therefore, when heating by energizing the heating unit, the assembled battery can be quickly heated. In addition, if a high temperature fluid is supplied to a heat exchange part, it is also possible to heat up or hold a battery pack from a heat exchange part.
On the other hand, when energization of the heating unit is stopped and heat dissipation is promoted by the heat exchanging unit, the heat of the assembled battery can be efficiently conveyed to the heat exchanging unit by the heating element and the heat conducting material between them. Moreover, since the heat exchange part is outside the heating part as viewed from the outer surface of the assembled battery, it is suitable for dissipating heat without trapping heat.
(2)また、(1)の電池モジュールにおいて、前記加熱部及び前記熱交換部は加熱・熱交換ユニットとして一体に形成され、前記外面に近い方の端面に形成された溝に、前記発熱体が埋設されていてもよい。
この場合、溝と溝の間にある非溝部(いわば土手の部分)が、熱伝導材となり、加熱時は熱の均一な分散に寄与し、放熱時は熱の搬出促進に寄与する。
(2) In the battery module of (1), the heating unit and the heat exchange unit are integrally formed as a heating / heat exchange unit, and the heating element is formed in a groove formed on an end surface closer to the outer surface. May be buried.
In this case, the non-grooved portion (the so-called bank portion) between the grooves serves as a heat conductive material, contributing to the uniform distribution of heat during heating and contributing to the promotion of heat carry-out during heat dissipation.
(3)また、(1)の電池モジュールにおいて、前記発熱体は、前記組電池を収容する組電池容器の外面に形成された溝に埋設されていてもよい。
この場合、溝と溝の間にある組電池容器の外面の非溝部が、熱伝導材となり、加熱時は熱の均一な分散に寄与し、放熱時は熱の搬出促進に寄与する。
(3) Moreover, the battery module of (1) WHEREIN: The said heat generating body may be embed | buried under the groove | channel formed in the outer surface of the assembled battery container which accommodates the said assembled battery.
In this case, the non-groove portion on the outer surface of the assembled battery container between the grooves serves as a heat conductive material, contributing to uniform heat distribution during heating, and promoting heat carry-out during heat dissipation.
(4)また、(1)の電池モジュールにおいて、前記熱交換部は、複数のフィン又は突起によって形成されていてもよい。
この場合、フィン又は突起の形成により、それらの先端面の合計面積は、全面が平面である場合に比べて小さくなる。従って、加熱時に熱交換部を介して外部に逃げる熱の量を抑制することができる。
(4) Moreover, the battery module of (1) WHEREIN: The said heat exchange part may be formed of the several fin or protrusion.
In this case, due to the formation of the fins or protrusions, the total area of the tip surfaces thereof becomes smaller than when the entire surface is flat. Accordingly, it is possible to suppress the amount of heat that escapes to the outside through the heat exchange unit during heating.
(5)また、(4)の電池モジュールにおいて、前記複数のフィン又は突起の間に入り込んで根元に押し当てるように前記発熱体が装着されていてもよい。
この場合、フィン又は突起の間を利用して発熱体を組電池寄りに保持することができる。従って、発熱体を埋設する場合のような溝の加工は不要である。
(5) In the battery module of (4), the heating element may be mounted so as to enter between the plurality of fins or protrusions and press against the root.
In this case, the heating element can be held closer to the assembled battery by utilizing the space between the fins or the protrusions. Therefore, it is not necessary to process the groove as in the case where the heating element is embedded.
(6)また、(1)〜(3)のいずれかの電池モジュールにおいて、前記熱交換部は、液体を一方向にのみ通す通路を内部に有するものであってもよい。
この場合、液体の流通による迅速な放熱が可能である。また、液体を流さずにとどめれば、気体に比べてその熱容量の大きさが、保温に寄与する。
(6) Moreover, the battery module in any one of (1)-(3) WHEREIN: The said heat exchange part may have a channel | path which lets a liquid pass only to one direction inside.
In this case, it is possible to quickly dissipate heat by flowing the liquid. In addition, if the liquid is not flowed, its heat capacity contributes to heat retention compared to gas.
(7)また、(1)〜(6)のいずれかの電池モジュールにおいて、前記電池は、例えば、溶融塩を電解質とする溶融塩電池である。
溶融塩電池を動作させるには電解質を溶融させる必要があり、かつ、安定した動作をさせるためには、例えば90℃程度の温度に維持することが好ましい。当該電池モジュールは、かかる温度の維持に好適である。
(7) Moreover, in the battery module according to any one of (1) to (6), the battery is, for example, a molten salt battery using a molten salt as an electrolyte.
In order to operate the molten salt battery, it is necessary to melt the electrolyte, and it is preferable to maintain the temperature at, for example, about 90 ° C. for stable operation. The battery module is suitable for maintaining such temperature.
[実施形態の詳細]
《溶融塩電池の基本構造》
図1は、溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。図において、発電要素は、正極1、負極2及びそれらの間に介在するセパレータ3を備えている。正極1は、正極集電体1aと、正極材1bとによって構成されている。負極2は、負極集電体2aと、負極材2bとによって構成されている。
[Details of the embodiment]
<Basic structure of molten salt battery>
FIG. 1 is a schematic diagram showing in principle the basic structure of a power generation element in a molten salt battery. In the figure, the power generation element includes a
正極集電体1aの素材は、例えば、アルミニウム不織布(線径100μm、気孔率80%)である。正極材1bは、正極活物質としての例えばNaCrO2と、アセチレンブラックと、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)と、N−メチル−2−ピロリドンとを、質量比85:10:5:100の割合で混練したものである。そして、このように混練したものを、アルミニウム不織布の正極集電体1aに充填し、乾燥後に、100MPaにてプレスし、正極1の厚みが約1mmとなるように形成される。
一方、負極2においては、アルミニウム製の負極集電体2a上に、負極活物質としての例えば錫を含むSn−Na合金が、メッキにより形成される。
The material of the positive electrode
On the other hand, in the
正極1及び負極2の間に介在するセパレータ3は、ガラスの不織布(厚さ200μm)又はポリオレフィンシート(厚さ50μm)に電解質としての溶融塩を含浸させたものである。この溶融塩は、例えば、NaFSA56mol%と、KFSA(カリウム ビスフルオロスルフォニルアミド)44mol%との混合物であり、融点は57℃である。融点以上の温度では、溶融塩は溶融し、高濃度のイオンが溶解した電解液となって、正極1及び負極2に触れている。また、この溶融塩は不燃性である。この溶融塩電池の稼働温度領域は57℃〜190℃であり、特に好ましい温度領域は、90℃付近である。
The separator 3 interposed between the
なお、上述した各部の材質・成分や数値は好適な一例であるが、これらに限定されるものではない。
例えば、溶融塩としては、上記の他、NaFSAと、LiFSA、KFSA、RbFSA又はCsFSAとの混合物も好適である。また、有機カチオン等よりなる他の塩を混合する場合もあり、一般には、溶融塩は、(a)NaFSAを含む混合物、(b)NaTFSAを含む混合物、(c)NaFTAを含む混合物、が適する。また、(a)〜(c)のうち2以上を混合することも可能である。これらの場合、各混合物の溶融塩は、比較的低融点となるので、少ない加熱で高濃度のイオンが溶解した状態を実現し、溶融塩電池を作動させることができる。
In addition, although the material, component, and numerical value of each part mentioned above are suitable examples, it is not limited to these.
For example, in addition to the above, a mixture of NaFSA and LiFSA, KFSA, RbFSA or CsFSA is also suitable as the molten salt. In addition, other salts composed of organic cations and the like may be mixed. In general, (a) a mixture containing NaFSA, (b) a mixture containing NaTFSA, and (c) a mixture containing NaFTA are suitable as the molten salt. . It is also possible to mix two or more of (a) to (c). In these cases, since the molten salt of each mixture has a relatively low melting point, a state in which high-concentration ions are dissolved with a small amount of heating can be realized, and the molten salt battery can be operated.
また、上記の例では、20℃程度の常温で電解液が固化している溶融塩電池について説明したが、これ以外にも、例えばNaFSAとPy13FSA(N−メチル−N−プロピルピロリジニウムFSA)との混合物は、57℃よりも融点が低温で、例えば20度程度の常温でも溶融状態である電解液/電解質として、適用可能である。但し、この場合でも、特に好ましい温度領域まで昇温させることは必要である。 In the above example, the molten salt battery in which the electrolyte is solidified at a room temperature of about 20 ° C. has been described, but other than this, for example, NaFSA and Py13FSA (N-methyl-N-propylpyrrolidinium FSA) Can be applied as an electrolytic solution / electrolyte having a melting point lower than 57 ° C., for example, a molten state even at a room temperature of about 20 ° C. However, even in this case, it is necessary to raise the temperature to a particularly preferable temperature range.
《溶融塩電池の具体的構造》
次に、より具体的な溶融塩電池の発電要素の構成について説明する。図2は、溶融塩電池本体(電池としての本体部分)10の積層構造を簡略に示す横断面図である。
図2において、複数(図示しているのは6個)の矩形平板状の負極2と、袋状のセパレータ3に各々収容された複数(図示しているのは5個)の矩形平板状の正極1とが、互いに対向して図2の上下方向すなわち積層方向に重ね合わせられ、積層構造を成している。
<Specific structure of molten salt battery>
Next, a more specific configuration of the power generation element of the molten salt battery will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a laminated structure of the molten salt battery main body (main body portion as a battery) 10.
In FIG. 2, a plurality (six are shown) of rectangular flat plate-like
セパレータ3は、隣り合う正極1と負極2との間に介在しており、言い換えれば、セパレータ3を介して、正極1及び負極2が交互に積層されていることになる。実際に積層する数は、例えば、正極1が20個、負極2が21個、セパレータ3は「袋」としては20袋であるが、正極1・負極2間に介在する個数としては40個である。なお、セパレータ3は、袋状に限定されず、分離した40個であってもよい。
The separator 3 is interposed between the
なお、図2では、セパレータ3と負極2とが互いに離れているように描いているが、溶融塩電池の完成時には互いに密着する。正極1も、当然に、セパレータ3に密着している。また、正極1の縦方向及び横方向それぞれの寸法は、デンドライトの発生を防止するために、負極2の縦方向及び横方向の寸法より小さくしてあり、正極1の外縁が、セパレータ3を介して負極2の周縁部に対向するようになっている。
In FIG. 2, the separator 3 and the
《セルの一形態》
上記のように構成された溶融塩電池本体10は、例えばアルミニウム合金製で直方体状の電池容器に収容することにより、物理的な1セルを成す。
図3は、溶融塩電池本体10が電池容器11xに収容された場合の、1つのセル(溶融塩電池)20の外観の概略を示す斜視図である。なお、図2における正極1及び負極2のそれぞれからは、電池容器11xとの電気的絶縁を保ちつつ、端子1t及び2tが電池容器11xの外部へ引き出される。端子1t及び2tは、電池容器11xを密封する蓋11aに設けられる。なお、蓋11aには、端子1t,2tの他、内部の気圧が過度に上昇したときに放圧するための安全弁が設けられるが、ここでは図示は省略する。このようなセル20を複数個並べることにより、組電池を構成することができる。
<One form of cell>
The molten salt battery
FIG. 3 is a perspective view showing an outline of the appearance of one cell (molten salt battery) 20 when the molten salt battery
《電池モジュール:第1実施形態》
次に、電池モジュールの第1実施形態について説明する。
図4は、電池モジュール100の斜視図である。セル20を複数個(この例では8個)、隣り合わせに集合させて成る組電池30は、直方体状の外箱となる組電池容器40に収容されている。図示の組電池容器40は、天板の蓋を取り外した状態を示している。組電池容器40の材質は、例えばアルミニウム合金である。
<< Battery Module: First Embodiment >>
Next, a first embodiment of the battery module will be described.
FIG. 4 is a perspective view of the
図4において、互いに直交する図示の3方向をX,Y,Zとする。すなわち、組電池容器40を平面視した長方形の短辺方向がX方向、長辺方向がZ方向、高さ方向がY方向である。組電池容器40の底面には、加熱部と熱交換部とが1つになった加熱・熱交換ユニット50が取り付けられている。加熱・熱交換ユニット50は、Y方向における上部が加熱部H1であり、残る下部が熱交換部H2である。
In FIG. 4, three directions orthogonal to each other are assumed to be X, Y, and Z. That is, the rectangular short side direction of the assembled
図5は、組電池容器40に取り付ける前の、加熱・熱交換ユニット50を示す斜視図である。加熱・熱交換ユニット50は、例えばねじ止めによって、組電池容器40の底面40bに取り付けられる。
FIG. 5 is a perspective view showing the heating /
図6は、加熱・熱交換ユニット50のみを示す斜視図である。図6において、加熱・熱交換ユニット50の上端面側を占める加熱部H1は、発熱体となる線状の電熱線51が、上端面に形成された溝に埋設されることにより、構成されている。電熱線51は、組電池30の底面30b(図5)及び組電池容器40の底面40b(図5)に沿って面状(X−Z平面)に分布するように埋設される。電熱線51の終端部51t1及び51t2は、外方へ導出されている。これらの終端部51t1,51t2間に通電することにより、電熱線51が発熱体となる。また、加熱・熱交換ユニット50のうち、加熱部H1を除く残りの部分である熱交換部H2は、図のY−Z平面に平行な多数の放熱フィン50fによって構成されている。
FIG. 6 is a perspective view showing only the heating /
すなわち、加熱部H1及び熱交換部H2は、加熱・熱交換ユニット50として一体に形成され、組電池30の外面(底面30b)に近い方の端面(上面)に形成された溝に、発熱体としての電熱線51が埋設されていることになる。
That is, the heating part H1 and the heat exchanging part H2 are integrally formed as the heating /
図7は、図6におけるVII−VII線断面図である。また、図8は、図7における一部を拡大した図である。図8に示すように、電熱線51は、ニクロム等の中心導体51aと、その周りの耐熱絶縁材(例えばガラスチューブ)から成る被覆部51bとを有している。電熱線51は、溝50gに埋め込まれ、樹脂の封止材52により溝50gに接着固定されている。
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. FIG. 8 is an enlarged view of a part of FIG. As shown in FIG. 8, the
図7に戻り、加熱部H1において、隣り合う溝50g間のいわば土手の部分には、固体(アルミニウム合金)である非溝部50dが熱伝導材として介在している。また、組電池30の底面30bから見て、熱交換部H2は加熱部H1より外側にあり、放熱フィン50f間に空気を強制的に通すことにより空冷効果を発揮する。また、逆に、熱風のような高温流体を通せば、加熱又は保温にも利用できる。このような熱風は、独自に用意してもよいが、他の装置の廃熱を利用することもできる。
Returning to FIG. 7, in the heating part H <b> 1, a
以上のように構成された電池モジュール100では、位置的に、加熱部H1が、熱交換部H2よりも組電池30に近い。そのため、加熱部H1に通電することによる加熱時は、組電池30の迅速な昇温が可能である。なお、高温流体を熱交換部H2に供給すれば、熱交換部H2から組電池30を昇温又は保温することも可能である。
一方、加熱部H1への通電を停止して熱交換部H2により放熱を促す場合は、発熱体(電熱線51)及びそれらの間にある熱伝導材(非溝部50d)によって、組電池30の熱を効率よく熱交換部H2に運ぶことができる。また、熱交換部H2は、組電池30の外面から見て加熱部H1より外側にあるので、熱をこもらせずに放熱させることに適する。
従って、加熱/放熱のいずれにも効率の良い電池モジュールを提供することができる。
In the
On the other hand, when energization to the heating part H1 is stopped and heat dissipation is promoted by the heat exchanging part H2, the heating battery (heating wire 51) and the heat conduction material (
Therefore, it is possible to provide a battery module that is efficient for both heating and heat dissipation.
また、互いに隣接する2つの溝50gの間にある非溝部50dが、熱伝導材となり、加熱時は熱の均一な分散に寄与し、放熱時は熱の搬出促進に寄与する。
すなわち、この非溝部50dが介在することによって、電熱線51が通電により発熱体となっている場合には、熱分布が発熱体にのみ集中することを緩和し、組電池容器40の底面40b(図5)へ、できるだけむらなく熱を伝えることに寄与する。また、通電を停止しているとき、すなわち、放熱時は、組電池30の熱、組電池容器40の熱、電熱線51に残る熱、のいずれも、放熱フィン50fに搬出されやすい。
Further, the
That is, when the
さらに、放熱フィン50fの形成により、それらの先端面(下端面)の合計面積は、放熱フィンが無く全面がベタ平面である場合に比べて小さくなる。従って、加熱時に、熱交換部H2を介して外部(取付台60)に逃げる熱の量を抑制することができる。
なお、上記実施形態では放熱フィン50fを例示したが、熱交換部H2の形状は「フィン」に限定されない。例えばフィンに代えて多数の柱状突起が形成されていてもよい。
また、上記第1実施形態では組電池容器40の底面40b(図5)に直接、加熱部H1を当接させているが、両者の間に、グリース、電熱シート等のTIM(Thermal Interface Material)を挟んでもよい。
Further, the formation of the
In the above embodiment, the
In the first embodiment, the heating unit H1 is in direct contact with the
《電池モジュール:第2実施形態》
図9は、第2実施形態に係る電池モジュール100の特徴的な部分のみを示す断面図である。図において、この場合、第1実施形態と異なるのは、電熱線51が、組電池容器40の底面40bに埋設されている点と、熱交換部H2は加熱部H1とは分離された別の存在となっている点とである。すなわち、この場合には、加熱部H1を構成しているのは、組電池容器40の底面40bに埋設された電熱線51であり、溝間の非溝部40dが、熱伝導材となっている。このような構成によっても、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。
<< Battery Module: Second Embodiment >>
FIG. 9 is a cross-sectional view showing only the characteristic part of the
《電池モジュール:第3実施形態》
図10は、第3実施形態に係る電池モジュール100の特徴的な部分のみを示す断面図である。図において、この場合、第1実施形態と異なるのは、図6と同じような分布となる電熱線51を、溝に埋設するのではなく、隣り合う放熱フィン50fの間に入り込んで根元に押し当てるように装着する点である。電熱線51の折り返し部分は、必要な箇所の放熱フィン50fに切り欠きを設けて他の溝へ折り返せばよい。電熱線51は、例えば接着剤により放熱フィン50fの間に固定すれば、安定保持することができる。この場合の加熱部H1は、電熱線51と、隣り合う電熱線間にある非溝部50d(放熱フィン50fの基部の一部)とにより、構成される。
この実施形態の場合は、電熱線51の埋設用の溝を設ける加工が不要になるという利点がある。
<< Battery Module: Third Embodiment >>
FIG. 10 is a cross-sectional view showing only the characteristic part of the
In the case of this embodiment, there exists an advantage that the process which provides the groove | channel for embedding the
《電池モジュール:第4実施形態》
図11は、第4実施形態に係る電池モジュール100の特徴的な部分のみを示す断面図である。図において、この場合、第1実施形態と異なるのは、放熱フィン50fのある空間が断面図上では閉鎖されていて、液体を一方向(Z方向)にのみ通す通路になっている点である。
この場合、液体の流通による迅速な放熱が可能である。また、液体を流さずにとどめれば、気体に比べてその熱容量の大きさが、保温に寄与する。
<< Battery Module: Fourth Embodiment >>
FIG. 11 is a cross-sectional view showing only the characteristic part of the
In this case, it is possible to quickly dissipate heat by flowing the liquid. In addition, if the liquid is not flowed, its heat capacity contributes to heat retention compared to gas.
《その他》
なお、上記各実施形態では、組電池30の底面(及び組電池容器40の底面)に沿って加熱部H1を設ける例を示したが、底面以外の外面に設けることもできる。例えば、組電池30の外側面(組電池容器40の外側面)に沿って加熱部H1を設けることも可能である。但し、組電池容器40の上面は熱伝導の効率の点で不適である。
<Others>
In each of the above embodiments, the example in which the heating unit H1 is provided along the bottom surface of the assembled battery 30 (and the bottom surface of the assembled battery container 40) has been described, but it may be provided on the outer surface other than the bottom surface. For example, the heating unit H1 can be provided along the outer surface of the assembled battery 30 (the outer surface of the assembled battery container 40). However, the upper surface of the assembled
なお、上記各実施形態では、溶融塩電池を用いる電池モジュール100について説明したが、電池は溶融塩電池に限定されるものではない。
例えばナトリウム硫黄電池はさらに高い稼働温度領域(300℃〜350℃)であるので、加熱/放熱が必要であり、同様の電池モジュールを構成することができる。
また、リチウムイオン電池は基本的には常温で動作するが、例えば、気温が−20℃を下回るような寒冷地で安定して使用するには加熱が必要となる場合もある。逆に80℃を超える場合は放熱が必要である。従って、リチウムイオン電池に対しても、同様の電池モジュールを適用することができる。
In addition, in each said embodiment, although the
For example, since a sodium-sulfur battery is in a higher operating temperature range (300 ° C. to 350 ° C.), heating / heat radiation is necessary, and a similar battery module can be configured.
In addition, the lithium ion battery basically operates at normal temperature, but for example, heating may be required for stable use in a cold region where the temperature is below -20 ° C. Conversely, if it exceeds 80 ° C., heat dissipation is required. Therefore, the same battery module can be applied to the lithium ion battery.
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 正極
1a 正極集電体
1b 正極材
1t 端子
2 負極
2a 負極集電体
2b 負極材
2t 端子
3 セパレータ
10 溶融塩電池本体
11a 蓋
11x 電池容器
20 セル(溶融塩電池)
30 組電池
30b 底面
40 組電池容器
40b 底面
40d 非溝部
50 加熱・熱交換ユニット
50d 非溝部
50f 放熱フィン
50g 溝
51 電熱線
51a 中心導体
51b 被覆部
51t1、51t2 終端部
52 封止材
60 取付台
100 電池モジュール
H1 加熱部
H2 熱交換部
V 空間
DESCRIPTION OF
30 assembled
Claims (7)
前記組電池の外面に沿って線状の発熱体を面状に分布して形成され、当該発熱体相互間に固体の熱伝導材が介在する加熱部と、
前記外面から見て前記加熱部より外側にあって、流体と接することにより熱交換を行う熱交換部と、
を備えている電池モジュール。 An assembled battery formed by assembling a plurality of batteries;
A heating unit in which linear heating elements are distributed in a planar shape along the outer surface of the assembled battery, and a solid heat conductive material is interposed between the heating elements,
A heat exchanging unit that is outside the heating unit as seen from the outer surface and exchanges heat by contacting a fluid;
Battery module equipped with.
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JP2014009401A JP2015138646A (en) | 2014-01-22 | 2014-01-22 | Battery module |
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JP2017174556A (en) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 株式会社Subaru | Vehicle battery module |
JP2020181632A (en) * | 2019-04-23 | 2020-11-05 | トヨタ自動車株式会社 | Power storage device |
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- 2014-01-22 JP JP2014009401A patent/JP2015138646A/en active Pending
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