JP2019121538A - High output battery and capacitor module - Google Patents

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JP2019121538A JP2018001447A JP2018001447A JP2019121538A JP 2019121538 A JP2019121538 A JP 2019121538A JP 2018001447 A JP2018001447 A JP 2018001447A JP 2018001447 A JP2018001447 A JP 2018001447A JP 2019121538 A JP2019121538 A JP 2019121538A
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曉萱 沈
國興 張
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國興 張
中平 ▲頼▼
中平 ▲頼▼
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Abstract

To provide a high output battery and a capacitor module, which prevent harmful effect caused by heat generation in a charging/discharging operation step, and have high durability.SOLUTION: A high output battery comprises: a chamber 11 in which a case 10 is provided in an inner part; and an inlet 12 and an outlet 13 communicated with the chamber 11. An electrolyte 20 is charged into the chamber 11, and a battery cell 30 which is not packaged is arranged in the chamber 11, and is dipped in the electrolyte 20. A first electrode 21 and a second electrode 22 arranged in an outer part of the case 10 are electrically connected to a positive electrode and a negative electrode of the battery cell 30. A heat exchange device 40 is communicated with the inlet 12 and the outlet 13 of the case 10, and structures a fluid circulation space sealed with the chamber 11 in common. After the electrolyte 20 is cyclically took out from the chamber 11 through the outlet 13, a temperature of the electrolyte is reduced, and the electrolyte 20 after the reduction of the temperature is backed to the chamber 11 from the inlet 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、二次電池の温度制御の分野に関し、特に、電解液を冷却液とする高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールに関する。   The present invention relates to the field of temperature control of a secondary battery, and more particularly to a high power battery or capacitor module using an electrolyte as a coolant.

化石燃料のガソリンやディーゼル油を使用する車両が引き起こす汚染(大気汚染など)の問題を緩和するために、すでに電気自動車(EV)、ハイブリッドカー(HEV)、プラグインハイブリッドカー(Plug−in HEV)が今後の自動車の発展趨勢となりつつある。
一般に、自動車に使用する駆動用バッテリーには、多くの単電池(battery cell)が含まれ、これはバッテリーセルと呼ばれている。駆動用バッテリーに大量に使用されているバッテリーセルの多くはリチウムイオン電池(LIB)であり、通常、複数個のパッケージ済みのバッテリーセルが相互に直列/並列接続された後、さらにパッケージされてバッテリーモジュール/バッテリーパックを構成している。
自動車に必要な電力に基づき、通常複数のバッテリーモジュール/バッテリーパックが使用され、これらのバッテリーモジュール/バッテリーパックの中には数千個のバッテリーセルが含まれる。
Electric vehicles (EVs), hybrid cars (HEVs), plug-in hybrid cars (Plug-in HEVs) have already been used to alleviate the problems (such as air pollution) caused by vehicles using fossil fuel gasoline and diesel oil. Is becoming the development trend of cars in the future.
In general, driving batteries used in automobiles include many battery cells, which are called battery cells. Many of the battery cells used in large quantities for driving batteries are lithium ion batteries (LIBs), and usually, a plurality of packaged battery cells are connected in series / parallel to one another, and then further packaged to be a battery. Configure the module / battery pack.
Based on the power requirements of the vehicle, a plurality of battery modules / battery packs are generally used, and these battery modules / battery packs include several thousand battery cells.

これら電力を使用する自動車が避けて通ることのできない技術的問題として、駆動用バッテリーの充/放電操作過程における発熱の問題がある。温度は駆動用バッテリーの寿命と安全性に影響する重要な要因であり、バッテリー温度が高すぎるとバッテリー内部の副反応が激しくなり、バッテリーの寿命が短縮され、重度の場合、熱暴走でバッテリーの発火や爆発などの安全性に関わる問題を引き起こすことがある。
リチウムイオン電池の適した動作温度は25℃〜40℃の間である。このため、駆動用バッテリーの温度管理が研究の重点となっている。
One of the technical problems that can not be avoided by vehicles using such electric power is the problem of heat generation during the charge / discharge operation of the drive battery. Temperature is an important factor affecting the life and safety of the driving battery, too high battery temperature causes intense side reactions inside the battery, shortening the life of the battery, and in severe cases, thermal runaway in the battery May cause safety issues such as fire or explosion.
Suitable operating temperatures for lithium ion batteries are between 25 ° C and 40 ° C. For this reason, temperature control of the drive battery is the focus of research.

電気自動車など多くのアプリケーションにおいては高出力の電池および(または)キャパシタシステムが必要とされる。
適正な温度管理を行うために、パッケージしたバッテリー及び(または)キャパシタユニットの周囲に、例えば空気、液体または固体の類の冷却媒質を使用する以外、現在いかなる方法もない。
High power battery and / or capacitor systems are required in many applications such as electric vehicles.
There is currently no method other than using a cooling medium, such as air, liquid or solid, for example, around the packaged battery and / or capacitor unit for proper temperature management.

既知のリチウムイオン電池を使用した駆動用バッテリーの温度制御方法としては、空冷、液冷と相変化材料(PCM)冷却の3種類がある。
例えば、特許文献1は、空冷方式の放熱を使用したバッテリーモジュールを提示しており、これは複数のプレート型バッテリーセルの間の2つまたはそれ以上のインターフェイスに放熱部材を配置し、放熱部材を通過する空気を冷却剤として使用している。
また、特許文献2には、バッテリーパックと、熱交換システムと、温度制御装置を含み、熱交換システムが、熱交換器と、冷却液循環管路と、冷媒循環管路を含む電池温度制御システムが開示されている。このシステムは空気ではなく冷却液を媒質として利用し、かつ熱交換の方式を採用して電池に対して冷却または加熱を行う。
さらに、特許文献3に記載の「バッテリー冷却に用いるバッテリー及び(または)キャパシタモジュール」は、相変化材料を冷却剤として使用するバッテリー放熱技術を提示しており、基本的にはコンプレッサとコンデンサを採用した冷却システムに冷却剤(例えばエチレングリコール)または冷媒(例えばR−11とR134A)を使用して冷却剤としている。
There are three types of temperature control methods for driving batteries using known lithium ion batteries: air cooling, liquid cooling, and phase change material (PCM) cooling.
For example, Patent Document 1 presents a battery module using air-cooling type heat dissipation, in which heat dissipation members are disposed at two or more interfaces between a plurality of plate type battery cells, and the heat dissipation members are Passing air is used as a coolant.
Further, Patent Document 2 includes a battery pack, a heat exchange system, and a temperature control device, and the heat exchange system includes a heat exchanger, a coolant circulation pipeline, and a battery temperature control system including a refrigerant circulation pipeline. Is disclosed. This system utilizes a coolant, not air, as a medium, and employs a heat exchange system to cool or heat the battery.
Furthermore, the "battery and / or capacitor module used for battery cooling" described in Patent Document 3 presents a battery heat dissipation technology using a phase change material as a coolant, and basically employs a compressor and a capacitor The cooling system uses a coolant (e.g. ethylene glycol) or a coolant (e.g. R-11 and R134A) as the coolant.

上述の数種の従来技術は、基本的にはバッテリー/キャパシタパック外部に冷却モジュールを確立している。これらすべての技術はバッテリー及び(または)キャパシタ電池/モジュール周囲の冷却構造を改善するか、異なる材料をバッテリー/キャパシタモジュール外部の冷却パネルまたは放熱アセンブリに使用することに重点を置いている。また、これらの従来技術はバッテリー/キャパシタと冷却システムを2つの独立した部分に分けている。
このようなバッテリーと冷却部分を分離した構造は、バッテリーに対する冷却効果に限りがある。その原因は、一般的なリチウムイオン電池は主にアノード(Anode、例えばグラファイト)、カソード(Cathode、例えばリチウム)、電解質と、セパレータ(Separator)で構成されており、電解質はほとんどのバッテリーにおいて通常液体であり、電解液とも呼ばれるが、酸化と湿気の原因を防止するために、電極、電解質及び必要なセパレータは永久密封されたパックの中にパッケージされ、パッケージ材料も熱伝導を減少し、電解液が直接熱を伝導する機会を排除してしまうためである。
前述の従来技術による冷却方法はいずれもバッテリーモジュール/バッテリーパックの外の温度を下げるために用いられている。
The above-mentioned several prior art basically establish the cooling module outside the battery / capacitor pack. All these technologies focus on improving the cooling structure around the battery and / or capacitor cell / module or using different materials for the cooling panel or heat dissipation assembly outside the battery / capacitor module. Also, these prior art divide the battery / capacitor and cooling system into two separate parts.
Such separate structure of the battery and the cooling part has a limited cooling effect on the battery. The reason is that a general lithium ion battery is mainly composed of an anode (Anode, eg, graphite), a cathode (Cathode, eg, lithium), an electrolyte, and a separator, and the electrolyte is usually a liquid in most batteries. Although also called electrolyte, the electrodes, electrolyte and necessary separators are packaged in a permanently sealed pack to prevent the cause of oxidation and moisture, and the packaging material also reduces the heat conduction, the electrolyte This eliminates the opportunity to conduct heat directly.
All of the aforementioned prior art cooling methods are used to reduce the temperature outside the battery module / battery pack.

米国特許第2011059347号明細書U.S. Patent No. 2011059347 中華人民共和国特許第CN202076386U号明細書China Patent No. CN202076386U Specification 米国特許第20100279154号明細書U.S. Pat. No. 20100279154

本発明が解決しようとする課題は、充/放電操作過程における発熱による悪影響を防ぎ、耐久性に富む高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールを提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a durable high-power battery or capacitor module by preventing the adverse effect of heat generation during charge / discharge operation.

本発明の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールは、ケースと、電解液と、パッケージされていないバッテリーセルと、熱交換装置を含み、前記ケースが内部に設けられたチャンバと、前記チャンバに連通された入口と出口を備え、前記電解液が、前記チャンバ内に充填され、前記チャンバの前記入口を介して前記チャンバに進入し、前記チャンバの前記出口を介して前記チャンバから出すことができ、前記パッケージされていないバッテリーセルが、前記ケースの前記チャンバ内に配置され、かつ前記電解液に浸漬され、前記ケースの外部に配置された第1電極が前記バッテリーセルの正極に電気的に接続され、前記ケースの外部に配置された第2電極が前記バッテリーセルの負極に電気的に接続され、前記熱交換装置が、前記ケースの前記入口と前記出口に連接され、前記チャンバと共同で密閉された流体循環空間を構成し、循環的に前記出口を通じて前記電解液を前記チャンバから出した後、前記チャンバから出た前記電解液の温度を低下させ、降温後の前記電解液を前記入口から前記チャンバに戻す。   The high-power battery or capacitor module of the present invention includes a case, an electrolyte, an unpackaged battery cell, a heat exchange device, a chamber in which the case is provided, and an inlet communicated with the chamber. And the outlet, wherein the electrolyte is filled into the chamber, enters the chamber through the inlet of the chamber, and can exit the chamber through the outlet of the chamber, the packaged A battery cell disposed in the chamber of the case and immersed in the electrolyte, and a first electrode disposed outside the case is electrically connected to a positive electrode of the battery cell; And the heat exchange device is electrically connected to the negative electrode of the battery cell. A fluid circulation space connected to the inlet and the outlet of the chamber, the chamber being jointly sealed with the chamber, and the electrolyte discharged from the chamber after the electrolyte is discharged from the chamber cyclically through the outlet The temperature of the electrolyte is lowered, and the temperature-dropped electrolyte is returned from the inlet to the chamber.

前記ケースは剛性または軟性の容器である。
好ましい実施例において、さらにキャリア濃度自動平衡装置を含み、前記キャリア濃度自動平衡装置が、前記電解液のキャリア濃度を検出する検出器と、高キャリア濃度の電解液を貯蔵する第1容器と、低キャリア濃度の電解液を貯蔵する第2容器と、前記第1容器と前記第2容器、前記チャンバに連結され、前記第1容器内の高キャリア濃度の前記電解液または前記第2容器内の低キャリア濃度の前記電解液を選択的に前記チャンバに補充する輸送器と、前記検出器と前記輸送器に電気的に接続され、前記検出器が検出して取得した前記チャンバ内の前記電解液のキャリア濃度に基づき、前記輸送器を制御して前記第1容器内の高キャリア濃度の前記電解液または前記第2容器内の低キャリア濃度の前記電解液を前記チャンバに補充させる制御回路と、を含む。
The case is a rigid or flexible container.
In a preferred embodiment, the apparatus further comprises a carrier concentration automatic balancing device, wherein the carrier concentration automatic balancing device comprises a detector for detecting the carrier concentration of the electrolyte, a first container for storing the electrolyte of high carrier concentration, and A second container for storing an electrolytic solution having a carrier concentration, the first container, the second container, and the chamber, and the high carrier concentration electrolytic solution in the first container or the low concentration in the second container A transporter for selectively replenishing the electrolyte with a carrier concentration to the chamber, and a detector and the transporter are electrically connected, and the detector detects and acquires the electrolyte in the chamber. Based on the carrier concentration, the transport device is controlled to refill the chamber with the electrolyte of high carrier concentration in the first container or the electrolyte of low carrier concentration in the second container. It includes a control circuit, a.

さらに好ましい実施例において、充電装置を含み、前記充電装置が外部電源、前記第1電極、前記第2電極に電気的に接続され、前記充電装置は前記外部電源が提供する電力を使用して前記バッテリーセルに対して充電を行う。
好ましい構造として、前記熱交換装置が、熱交換器と、ポンプ(pump)を含み、前記熱交換器と前記ポンプが、管路を介して前記ケースの前記入口と前記出口に連接され、前記ポンプが循環的に前記出口を通じて前記電解液を前記チャンバから出した後、前記熱交換器で前記チャンバから出た前記電解液の温度を低下させ、降温後の前記電解液を前記入口から前記チャンバに戻す。
好ましい構造として、前記熱交換装置が充電ステーションに配置され、前記充電ステーションが充電ガンを備え、前記充電ガンに第1管ジョイントと第2管ジョイントが設置され、前記第1管ジョイントが前記ケースの前記入口に連接され、前記第2管ジョイントが前記ケースの前記出口に連接され、前記熱交換装置の熱交換器の熱交換媒体入口と出口が充電ステーションの充電ガンの第1管ジョイントと第2管ジョイントに連接される。
In a further preferred embodiment, the battery charger includes a charger, the charger is electrically connected to the external power source, the first electrode, and the second electrode, and the charger uses the power provided by the external power source. Charge the battery cell.
As a preferable structure, the heat exchange device includes a heat exchanger and a pump, and the heat exchanger and the pump are connected to the inlet and the outlet of the case via a pipeline, and the pump After the electrolyte cyclically exits the chamber through the outlet, the heat exchanger lowers the temperature of the electrolyte leaving the chamber, and the temperature is lowered from the inlet to the chamber from the inlet return.
As a preferable structure, the heat exchange device is disposed at a charging station, the charging station includes a charging gun, and the charging gun is provided with a first pipe joint and a second pipe joint, and the first pipe joint is the case of the case. The second pipe joint is connected to the inlet, the second pipe joint is connected to the outlet of the case, and the heat exchange medium inlet and the outlet of the heat exchanger of the heat exchange device are connected to the first pipe joint and the second of the charging gun of the charging station. It is connected to the pipe joint.

本発明の車両用の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置は、ケースと、電解液と、パッケージされていないバッテリーセルと、熱交換装置と、充電装置を含み、前記ケースが内部に設けられたチャンバと、前記チャンバに連通された入口と出口を備え、前記電解液が、前記チャンバ内に充填され、前記チャンバの前記入口を介して前記チャンバに進入し、前記チャンバの前記出口を介して前記チャンバから出すことができ、前記パッケージされていないバッテリーセルが、前記ケースの前記チャンバ内に配置され、かつ前記電解液に浸漬され、前記ケースの外部に配置された第1電極が前記バッテリーセルの正極に電気的に接続され、前記ケースの外部に配置された第2電極が前記バッテリーセルの負極に電気的に接続され、前記熱交換装置が、前記ケースの前記入口と前記出口に連接され、前記チャンバと共同で密閉された流体循環空間を構成し、循環的に前記出口を通じて前記電解液を前記チャンバから出した後、前記チャンバから出た前記電解液の温度を低下させ、降温後の前記電解液を前記入口から前記チャンバに戻し、前記充電装置が、外部電源、前記第1電極、前記第2電極に電気的に接続され、前記外部電源が提供する電力を使用して前記バッテリーセルに対して充電を行う。   The high-power battery or capacitor module for vehicles according to the present invention and its charging device include a case, an electrolyte, a battery cell not packaged, a heat exchange device, and a charging device, and the case is provided inside. And an inlet and an outlet in communication with the chamber, wherein the electrolyte is filled in the chamber, enters the chamber through the inlet of the chamber, and enters the chamber through the outlet of the chamber The battery cell which can be taken out of the chamber and which is not packaged is disposed in the chamber of the case and is immersed in the electrolytic solution, and the first electrode disposed outside the case is the battery cell A second electrode electrically connected to the positive electrode of the battery cell and disposed outside the case electrically to the negative electrode of the battery cell. And the heat exchange device is connected to the inlet and the outlet of the case to form a fluid circulation space jointly sealed with the chamber, and the electrolytic solution is circulated out from the chamber through the outlet. After that, the temperature of the electrolytic solution that has come out of the chamber is lowered, and the electrolytic solution after the temperature fall is returned to the chamber from the inlet, and the charging device serves as an external power source, the first electrode, and the second electrode The battery cells are electrically connected and charged using the power provided by the external power source.

好ましい構造として、前記熱交換装置の熱交換器が車両の前側位置に設置され、空冷または水冷により前記電解液の温度を低下させ、降温後の前記電解液を入口から前記チャンバ内に戻す。
好ましい構造として、前記熱交換装置が充電ステーションに配置され、前記充電ステーションが充電ガンを備え、前記充電ガンに第1管ジョイントと第2管ジョイントが設置され、前記第1管ジョイントが前記ケースの前記入口に連接され、前記第2管ジョイントが前記ケースの前記出口に連接され、前記熱交換装置の熱交換器の熱交換媒体入口と出口が充電ステーションの充電ガンの第1管ジョイントと第2管ジョイントに連接される。
As a preferable structure, the heat exchanger of the heat exchange device is installed at the front position of the vehicle, and the temperature of the electrolytic solution is lowered by air cooling or water cooling, and the electrolytic solution after temperature lowering is returned from the inlet into the chamber.
As a preferable structure, the heat exchange device is disposed at a charging station, the charging station includes a charging gun, and the charging gun is provided with a first pipe joint and a second pipe joint, and the first pipe joint is the case of the case. The second pipe joint is connected to the inlet, the second pipe joint is connected to the outlet of the case, and the heat exchange medium inlet and the outlet of the heat exchanger of the heat exchange device are connected to the first pipe joint and the second of the charging gun of the charging station. It is connected to the pipe joint.

さらにキャリア濃度自動平衡装置を含み、前記キャリア濃度自動平衡装置が、前記チャンバ内の前記電解液のキャリア濃度を検出する検出器と、高キャリア濃度の電解液を貯蔵する第1容器と、低キャリア濃度の電解液を貯蔵する第2容器と、前記第1容器と前記第2容器に連結され、かつ前記第1管ジョイントと前記第2管ジョイントを通じて前記チャンバに連結され、前記第1容器内の高キャリア濃度の前記電解液または前記第2容器内の低キャリア濃度の前記電解液を選択的に前記チャンバに補充する輸送器と、前記検出器と前記輸送器に電気的に接続され、前記検出器が検出して取得した前記チャンバ内の前記電解液のキャリア濃度に基づき、前記輸送器を制御して前記第1容器内の高キャリア濃度の前記電解液または前記第2容器内の低キャリア濃度の前記電解液を前記チャンバに補充させる制御回路と、を含む。   Furthermore, a carrier concentration automatic balancing device is included, wherein the carrier concentration automatic balancing device is a detector for detecting the carrier concentration of the electrolyte in the chamber, a first container for storing the high carrier concentration electrolyte, and a low carrier. A second container for storing an electrolyte of a concentration, the first container and the second container, and the first pipe joint and the second pipe joint are connected to the chamber through the first pipe joint and the second pipe joint; A transporter for selectively replenishing the chamber with the electrolyte of high carrier concentration or the electrolyte of low carrier concentration in the second container, a detector electrically connected to the detector and the transporter, and the detection The transport device is controlled based on the carrier concentration of the electrolytic solution in the chamber detected and acquired by the reservoir to control the electrolytic solution with high carrier concentration in the first reservoir or the second reservoir Of the electrolyte solution having a low carrier concentration and a control circuit for replenishing the chamber.

前記熱交換装置が充電ステーションに配置されている場合、前記キャリア濃度自動平衡装置も前記充電ステーションに配置されることがある。
好ましい構造として、前記充電装置が充電ステーションに設置され、かつ前記外部電源である電気幹線に接続される。
別の好ましい構造として、前記充電装置が前記車両に設置され、かつ前記車両の発電機に電気的に接続され、前記発電機を外部電源とする。
If the heat exchange device is located at a charging station, the carrier concentration autobalancer may also be located at the charging station.
As a preferable structure, the charging device is installed at a charging station and connected to an external power supply, which is an electric main line.
As another preferable structure, the charging device is installed in the vehicle and electrically connected to a generator of the vehicle, and the generator is used as an external power supply.

本発明の効果は次のとおりである。電解液を高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールの冷却液とし、パッケージされていないバッテリーセル(アノード/セパレータ/カソードで構成される)がケースのチャンバ内にパッケージされ、冷却液とする電解液をチャンバに出入させることができ、バッテリーの充電/放電時、バッテリーセルが発生する熱量が電解液と一緒に熱交換器に運ばれて冷却されるので、電解液によりパッケージされていないバッテリーセルを直接内部から冷却し、この結果、高い冷却効果が得られ、高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールの充/放電操作過程における発熱の問題を解决でき、バッテリー及び(または)キャパシタシステムの寿命を延長することもできる。
また、前記キャリア濃度自動平衡装置を設けると、パッケージされていないバッテリーセルの電極の安定したキャリア濃度を維持させ、リチウムイオンのキャリアの減少によるサイクル寿命中のバッテリー減衰を減少し、バッテリーまたはキャパシタモジュールの寿命を延長することができる。
The effects of the present invention are as follows. The electrolyte is used as a coolant for a high power battery or a capacitor module, and an unpackaged battery cell (consisting of an anode / separator / cathode) is packaged in the chamber of the case, and the electrolyte used as a coolant is put in and out of the chamber. Because the heat generated by the battery cells is carried to the heat exchanger together with the electrolyte and cooled when the battery is charged / discharged, the battery cells not packaged by the electrolyte are directly cooled from the inside As a result, a high cooling effect can be obtained, the problem of heat generation during charge / discharge operation of the high power battery or capacitor module can be solved, and the life of the battery and / or capacitor system can be extended.
Also, the provision of the carrier concentration automatic balance device maintains the stable carrier concentration of the non-packaged battery cell electrode, and reduces the battery decay during the cycle life due to the reduction of lithium ion carriers, so that the battery or capacitor module Can extend the life of

本発明の実施例1を示す高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールの概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a high power battery or capacitor module showing Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2を示す高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールの概略図である。It is the schematic of the high output battery or capacitor module which shows Example 2 of this invention. 本発明の実施例3を示す高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールの概略図である。It is the schematic of the high output battery or capacitor module which shows Example 3 of this invention. 本発明の実施例に係るケースの斜視図である。It is a perspective view of a case concerning an example of the present invention. 本発明の実施例に係る充電装置の斜視図である。It is a perspective view of the charging device concerning the example of the present invention. 本発明の実施例に係る車両の概略図である。1 is a schematic view of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施例1を示す高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールの概略図である。
実施例1の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールは、ケース10と、電解液20と、パッケージされていないバッテリーセル30(unpacked cells)と、熱交換装置40を含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of a high-power battery or capacitor module showing Embodiment 1 of the present invention.
The high-power battery or capacitor module of the first embodiment includes a case 10, an electrolyte solution 20, battery cells 30 (unpacked cells) not packaged, and a heat exchange device 40.

ケース10は内部にチャンバ11を備え、かつチャンバ11の内部に連通された入口12と出口13が設けられる。ケース10は剛性または軟性の容器とすることができる。
電解液20はチャンバ11内に充填され、チャンバ11の入口12からチャンバ11に進入し、チャンバ11の出口13から出ることができる。
パッケージされていないバッテリーセル30(一般にカソード/セパレータ/カソードで構成される)は、直列及び/または並列の形式で存在し、ケース10のチャンバ11内に配置され、バッテリーセル30が電解液20に浸漬される。バッテリーセル30の負極がケース10の外部に配置された第1電極21に電気的に接続され、バッテリーセル30の正極がケース10の外部に配置された第2電極22に電気的に接続される。
The case 10 internally includes a chamber 11 and is provided with an inlet 12 and an outlet 13 in communication with the interior of the chamber 11. Case 10 can be a rigid or flexible container.
Electrolyte 20 can be filled into chamber 11 and can enter chamber 11 through inlet 12 of chamber 11 and exit through outlet 13 of chamber 11.
Unpackaged battery cells 30 (generally composed of cathodes / separators / cathodes) exist in series and / or parallel form and are arranged in the chamber 11 of the case 10 and the battery cells 30 in the electrolyte 20 Be soaked. The negative electrode of the battery cell 30 is electrically connected to the first electrode 21 disposed outside the case 10, and the positive electrode of the battery cell 30 is electrically connected to the second electrode 22 disposed outside the case 10. .

熱交換装置40はケース10の入口12と出口13、チャンバ11に連接され、共同で1つの密閉された流体循環空間を構成する。熱交換装置40は循環的に出口13を通じて電解液20をチャンバ11から出した後、チャンバ11から出た電解液20の温度を低下させ、降温後の電解液20を入口12からチャンバに戻す。   The heat exchange device 40 is connected to the inlet 12 and the outlet 13 of the case 10 and the chamber 11 to jointly constitute one sealed fluid circulation space. The heat exchange device 40 cyclically discharges the electrolyte 20 from the chamber 11 through the outlet 13, then lowers the temperature of the electrolyte 20 discharged from the chamber 11 and returns the temperature-reduced electrolyte 20 to the chamber from the inlet 12.

熱交換装置40は、熱交換器41と、ポンプ42(pump)を含み、熱交換器41とポンプ42は管路を介してケース10の入口12と出口13に連接される。バッテリーセル30が充電/放電時に生成する熱量がまず電解液20によって吸収され、ポンプ42が循環的に熱量を吸収した電解液20をチャンバ11の出口13から出した後、熱交換器41によりチャンバ11を出た電解液20の温度を低下させ、降温後の電解液20を入口12からチャンバ11に戻す。冷却液とする電解液20は密封軟質/硬質管を通じてチャンバ11から出入させることができる。
バッテリーの充電/放電時、熱交換器41が連接されているため、バッテリーセル30が発生する熱量を電解液20と一緒にチャンバ11の外部の熱交換器41に運ぶことができる。
これにより、高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールの充/放電操作過程における発熱の問題を解决でき、バッテリー及び(または)キャパシタシステムの寿命を延長することもできる。
The heat exchange device 40 includes a heat exchanger 41 and a pump 42 (pump), and the heat exchanger 41 and the pump 42 are connected to the inlet 12 and the outlet 13 of the case 10 via a pipeline. The heat generated by the battery cell 30 at the time of charge / discharge is absorbed by the electrolyte 20 first, and the pump 42 cyclically absorbs the heat and then the electrolyte 20 is discharged from the outlet 13 of the chamber 11. The temperature of the electrolyte solution 20 which has left 11 is decreased, and the temperature-reduced electrolyte solution 20 is returned to the chamber 11 from the inlet 12. The electrolyte 20 serving as the coolant can be moved in and out of the chamber 11 through the sealed soft / hard tube.
Since the heat exchanger 41 is connected at the time of charge / discharge of the battery, the heat generated by the battery cell 30 can be carried to the heat exchanger 41 outside the chamber 11 together with the electrolyte solution 20.
This solves the problem of heat generation during charge / discharge operation of the high power battery or capacitor module, and can extend the life of the battery and / or capacitor system.

図2は、本発明の実施例2を示す。
実施例2の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールは、さらに、キャリア濃度自動平衡装置50を含み、チャンバ内の電解液20のキャリア濃度を検出し、比較的低いキャリア濃度が検出された場合、高濃度の同じ電解液をチャンバ11または熱交換器41内に注入して補充することができる。このため、パッケージされていないバッテリーセル30の電極の安定したキャリア濃度を維持し、リチウムイオンの減少によるサイクル寿命中のバッテリー減衰を減少するとともに、バッテリーまたはキャパシタモジュールの寿命延長を補助することができる。
FIG. 2 shows Example 2 of the present invention.
The high-power battery or capacitor module of Example 2 further includes a carrier concentration automatic balance device 50, which detects the carrier concentration of the electrolyte solution 20 in the chamber, and detects a relatively low carrier concentration. The same electrolyte can be injected into chamber 11 or heat exchanger 41 and replenished. Thus, the stable carrier concentration of the non-packaged battery cell 30 can be maintained, battery decay during cycle life due to lithium ion reduction can be reduced, and battery or capacitor module life extension can be assisted. .

キャリア濃度自動平衡装置50は、電解液20のキャリア濃度を検出する検出器53と、高キャリア濃度の電解液を貯蔵する第1容器51と、低キャリア濃度の電解液を貯蔵する第2容器52と、第1容器51と第2容器52、チャンバ11または熱交換器41に連接され、選択的に第1容器51内の高キャリア濃度の電解液、または第2容器52内の低キャリア濃度の電解液を電解液20に補充する輸送器54と、検出器53と輸送器54に電気的に接続され、検出器53による検出で取得した電解液20のキャリア濃度に基づき、輸送器54を制御して第1容器51内の高キャリア濃度の電解液、または第2容器52内の低キャリア濃度の電解液を電解液20に補充させる制御回路55を含み、例えば管路を通じて輸送器54をチャンバ11または熱交換器41に連接させる方法で、熱交換器41またはチャンバ11の位置から電解液20に対してキャリアの補充と平衡調節を行う。   The carrier concentration automatic equilibration apparatus 50 includes a detector 53 for detecting the carrier concentration of the electrolyte solution 20, a first container 51 for storing the electrolyte solution of high carrier concentration, and a second container 52 for storing the electrolyte solution of low carrier concentration. And an electrolyte of a high carrier concentration in the first container 51 or a low carrier concentration in the second container 52, which is connected to the first container 51 and the second container 52, the chamber 11, or the heat exchanger 41. The transporter 54 for replenishing the electrolytic solution to the electrolytic solution 20, the detector 53 and the transporter 54 are electrically connected, and the transporter 54 is controlled based on the carrier concentration of the electrolytic solution 20 obtained by the detection by the detector 53. Control circuit 55 for replenishing the electrolyte solution 20 with the electrolyte of high carrier concentration in the first container 51 or the electrolyte of low carrier concentration in the second container 52, for example, In the method for connecting to one or the heat exchanger 41, performs balanced regulation and replenishment carrier with respect to the electrolytic solution 20 from the position of the heat exchanger 41 or the chamber 11.

図3は、本発明の実施例3を示す。
実施例3の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールは、さらに充電装置60を含む。
充電装置60は、外部電源P、第1電極21、第2電極22に電気的に接続され、外部電源が提供する電力を使用してバッテリーセル30に対して充電を行う。
FIG. 3 shows Example 3 of the present invention.
The high power battery or capacitor module of the third embodiment further includes a charging device 60.
The charging device 60 is electrically connected to the external power source P, the first electrode 21 and the second electrode 22, and charges the battery cell 30 using the power provided by the external power source.

本発明は、車両に使用する高出力(high power)バッテリーモジュールを提供することができる。本発明の好ましい実施例において、チャンバ11内に複数のバッテリーセル30が配置され、これらバッテリーセル30は相互に直列接続及び/または並列接続され、バッテリーセル30の負極と第1電極21が電気的に接続され、バッテリーセル30の正極と第2電極22が電気的に接続されて、1つのバッテリーモジュール、またはバッテリーパック(Battery Pack)が構成される。
1台の車両には複数のバッテリーモジュール/バッテリーパックが必要な場合があるが、管路を利用してこれらバッテリーモジュール/バッテリーパックの入口12と出口13を熱交換装置40の管路と連接するだけで密閉された流体循環空間を構成でき、同様にバッテリーセル30に対して冷却を行う効果が得られる。
The present invention can provide a high power battery module for use in a vehicle. In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of battery cells 30 are disposed in the chamber 11, and the battery cells 30 are connected in series and / or in parallel with each other, and the negative electrode of the battery cell 30 and the first electrode 21 are electrically , And the positive electrode of the battery cell 30 and the second electrode 22 are electrically connected to constitute a single battery module or a battery pack (Battery Pack).
Although a single vehicle may require a plurality of battery modules / battery packs, the pipelines are used to connect the inlets 12 and the outlets 13 of the battery modules / battery packs to the pipelines of the heat exchange device 40 The sealed fluid circulation space can be configured by itself, and the battery cell 30 can be similarly cooled.

理解されるべきは、バッテリーセル30は、同様に電気エネルギーの貯蔵に用いる高出力キャパシタ(high power capacitor)で置換でき、その他高出力の電力を必要とする設備に応用することができる点である。   It should be understood that the battery cell 30 can be replaced by a high power capacitor, which is also used to store electrical energy, and can be applied to other equipment requiring high power. .

図4に示すように、ケース10はプラスチック/金属材料で制作された剛性容器とすることができる。
例えば、ケース10の外側に第1電気コネクタインターフェイス14が設置され、第1電気コネクタインターフェイス14が第1電極21と第2電極22に電気的に接続される。第1電気コネクタインターフェイス14には2組の第1電極21と2組の第2電極22が設置され、第1電気コネクタインターフェイス14が同時に充電インターフェイスと電力の出力インターフェイスとして作用し、充電装置60は第1ケーブル61を第1電気コネクタインターフェイス14のいずれか1対の第1電極21と第2電極22に電気的に接続して、バッテリーセル30に対する充電に用いることができる(併せて図3を参照)。電力負荷(例えば車両の電動機、electric motor)は第2ケーブル62を第1電気コネクタインターフェイス14の別の1対の第1電極21と第2電極22に電気的に接続することで、バッテリーセル30が出力する電力を使用することができる。
As shown in FIG. 4, the case 10 can be a rigid container made of plastic / metal material.
For example, the first electrical connector interface 14 is installed outside the case 10, and the first electrical connector interface 14 is electrically connected to the first electrode 21 and the second electrode 22. The first electrical connector interface 14 is provided with two sets of first electrodes 21 and two sets of second electrodes 22. The first electrical connector interface 14 simultaneously functions as a charging interface and an output interface for power, and the charging device 60 The first cable 61 can be electrically connected to any one pair of the first electrode 21 and the second electrode 22 of the first electrical connector interface 14 and used for charging the battery cell 30 (in addition, FIG. 3 shows reference). A power load (e.g., a motor of a vehicle, an electric motor) electrically connects the second cable 62 to the other pair of the first electrode 21 and the second electrode 22 of the first electrical connector interface 14 to provide the battery cell 30. Can use the power output by

本発明の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールを車両に使用した場合、好ましくは、熱交換器41を自動車または電動車両の前側の位置に設置し(図6参照)、空冷または水冷の熱交換方式で電解液20の温度を低下させ、降温後の電解液20を入口12からチャンバ11内へ戻す。
このように循環的に電解液20を利用してバッテリーセル30の充電/放電過程で発生する熱を排出し、バッテリーセル30の冷却と温度制御の効果を達成する。
When the high-power battery or capacitor module of the present invention is used in a vehicle, preferably, the heat exchanger 41 is installed at a position on the front side of an automobile or an electric vehicle (see FIG. 6). The temperature of the liquid 20 is lowered, and the temperature-reduced electrolyte 20 is returned from the inlet 12 into the chamber 11.
As described above, the heat generated in the charge / discharge process of the battery cell 30 is discharged using the electrolyte solution 20 in a circulating manner, and the effects of the cooling of the battery cell 30 and the temperature control are achieved.

本発明の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールを車両に使用した場合、別の好ましい例として、熱交換装置40を充電ステーションAに配置する(図5参照)。
充電ステーションAは充電ガン70を備え、充電ガン70に第1流体ジョイント71と第2流体ジョイント72が設置され、第1流体ジョイント71がケース10の入口12に連接され、第2流体ジョイント72がケース10の出口13に連接される。充電ガン70は、通常、電動車両の車体外側に設置された充電インターフェイス63を通じてケース10の入口12と出口13に連接する(図4参照)。
例えば、充電インターフェイス63に、第1流体ジョイント71に連接可能な第1クイックジョイント64と、第2流体ジョイント72に連接可能な第2クイックジョイント65が設置され、第1クイックジョイント64と第2クイックジョイント65がそれぞれ管路641、651を介して入口12と出口13に連接される。充電ステーションAに配置された熱交換装置40の熱交換器41の熱交換媒体入口と出口が充電ステーションAの充電ガン70の第1流体ジョイント71と第2流体ジョイント72に連接される(クイックジョイントであることが好ましい)。このため、車両が充電ステーションAを使用して充電操作を行うとき、充電ステーションAに配置された熱交換装置40を通じてバッテリーセル30を冷却することができる。
When the high power battery or capacitor module of the present invention is used in a vehicle, as another preferred example, the heat exchange device 40 is disposed at the charging station A (see FIG. 5).
The charging station A includes a charging gun 70. The charging gun 70 is provided with a first fluid joint 71 and a second fluid joint 72, the first fluid joint 71 is connected to the inlet 12 of the case 10, and the second fluid joint 72 is It is connected to the outlet 13 of the case 10. The charging gun 70 is normally connected to the inlet 12 and the outlet 13 of the case 10 through a charging interface 63 installed outside the body of the electric vehicle (see FIG. 4).
For example, the first quick joint 64 connectable to the first fluid joint 71 and the second quick joint 65 connectable to the second fluid joint 72 are installed in the charge interface 63, and the first quick joint 64 and the second quick joint are connected. A joint 65 is connected to the inlet 12 and the outlet 13 via lines 641 and 651, respectively. The heat exchange medium inlet and outlet of the heat exchanger 41 of the heat exchange device 40 disposed at the charging station A are connected to the first fluid joint 71 and the second fluid joint 72 of the charging gun 70 of the charging station A (quick joint Is preferred). Therefore, when the vehicle performs a charging operation using the charging station A, the battery cells 30 can be cooled through the heat exchange device 40 disposed at the charging station A.

本発明の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置の好ましい構造において、充電装置60が車両に設置され、かつ車両の発電機に電気的に接続され、外部電源である発電機が生成する電力を充電装置60に供給する。   In a preferred structure of the high power battery or capacitor module of the present invention and its charging device, the charging device 60 is installed in a vehicle and electrically connected to a generator of the vehicle, and the power generated by the generator which is an external power supply is The charging device 60 is supplied.

本発明の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置の別の好ましい構造において、充電装置60が充電ステーションAに設置され、かつ充電装置60の外部電源である電気幹線に接続される。
充電ガン70はさらに充電プラグ73を備え、充電プラグ73は前述の電動車両の車体外側に設置された充電インターフェイスに電気的に接続し、充電ステーションAが提供する外部電源でバッテリーセル30に対して充電を行うことができる。
In another preferred structure of the high-power battery or capacitor module of the present invention and its charging device, the charging device 60 is installed at the charging station A and connected to an electrical mains which is an external power source of the charging device 60.
The charging gun 70 further includes a charging plug 73. The charging plug 73 is electrically connected to the charging interface installed on the outside of the vehicle body of the above-described electric vehicle, and the battery station 30 supplies the battery cell 30 with an external power supply. It can be charged.

以上は本発明の実施例の説明であって本発明の権利範囲を限定するものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない変更や修飾は、全て本発明の権利範囲に含まれる。   The above is the description of the embodiment of the present invention and does not limit the scope of the present invention, and all changes and modifications without departing from the scope of the claims are included in the scope of the present invention.

10 ケース
11 チャンバ
12 入口
13 出口
14 第1電気コネクタインターフェイス
15 第2電気コネクタインターフェイス
20 電解液
21 第1電極
22 第2電極
30 バッテリーセル
40 熱交換装置
41 熱交換器
42 ポンプ
50 キャリア濃度自動平衡装置
51 第1容器
52 第2容器
53 検出器
54 輸送器
55 制御回路
60 充電装置
61 第1ケーブル
62 第2ケーブル
63 充電インターフェイス
64 第1クイックジョイント
641 管路
65 第2クイックジョイント
651 管路
70 充電ガン
71 第1流体ジョイント
72 第2流体ジョイント
73 充電プラグ
A 充電ステーション
P 外部電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Case 11 chamber 12 inlet 13 outlet 14 1st electrical connector interface 15 2nd electrical connector interface 20 electrolyte 21 1st electrode 22 2nd electrode 30 battery cell 40 heat exchange device 41 heat exchanger 42 pump 50 carrier concentration automatic balance device 51 first container 52 second container 53 detector 54 transporter 55 control circuit 60 charging device 61 first cable 62 second cable 63 charging interface 64 first quick joint 641 pipeline 65 second quick joint 651 pipeline 70 charging gun 71 first fluid joint 72 second fluid joint 73 charging plug A charging station P external power supply

Claims (15)

高出力バッテリーまたはキャパシタモジュールであって、ケースと、電解液と、パッケージされていないバッテリーセルと、熱交換装置を含み、
前記ケースが内部に設けられたチャンバと、前記チャンバに連通された入口と出口を備え、
前記電解液が、前記チャンバ内に充填され、前記チャンバの前記入口を介して前記チャンバに進入し、前記チャンバの前記出口を介して前記チャンバから出すことができ、
前記パッケージされていないバッテリーセルが、前記ケースの前記チャンバ内に配置され、かつ前記電解液に浸漬され、前記ケースの外部に配置された第1電極が前記バッテリーセルの正極に電気的に接続され、前記ケースの外部に配置された第2電極が前記バッテリーセルの負極に電気的に接続され、
前記熱交換装置が、前記ケースの前記入口と前記出口に連接され、前記チャンバと共同で密閉された流体循環空間を構成し、循環的に前記出口を通じて前記電解液を前記チャンバから出した後、前記チャンバから出た前記電解液の温度を低下させ、降温後の前記電解液を前記入口から前記チャンバに戻す、
ことを特徴とする、高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール。
A high power battery or capacitor module including a case, an electrolyte, an unpackaged battery cell, and a heat exchange device;
The case includes a chamber provided therein, and an inlet and an outlet in communication with the chamber;
The electrolyte may be charged into the chamber, enter the chamber through the inlet of the chamber, and exit the chamber through the outlet of the chamber.
The unpackaged battery cell is disposed in the chamber of the case and immersed in the electrolyte, and a first electrode disposed outside the case is electrically connected to a positive electrode of the battery cell. A second electrode disposed outside the case is electrically connected to a negative electrode of the battery cell;
The heat exchange device is connected to the inlet and the outlet of the case to form a fluid circulation space jointly sealed with the chamber, and after circulating the electrolyte out of the chamber through the outlet cyclically, Reducing the temperature of the electrolyte solution leaving the chamber and returning the temperature-reduced electrolyte solution from the inlet to the chamber;
A high power battery or capacitor module characterized by
前記ケースが剛性または軟性の容器であることを特徴とする、請求項1に記載の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール。   The high-power battery or capacitor module according to claim 1, wherein the case is a rigid or flexible container. さらにキャリア濃度自動平衡装置を含み、前記キャリア濃度自動平衡装置が、前記電解液のキャリア濃度を検出する検出器と、高キャリア濃度の電解液を貯蔵する第1容器と、低キャリア濃度の電解液を貯蔵する第2容器と、前記第1容器と前記第2容器、前記チャンバに連結され、前記第1容器内の高キャリア濃度の前記電解液または前記第2容器内の低キャリア濃度の前記電解液を選択的に前記チャンバに補充する輸送器と、前記検出器と前記輸送器に電気的に接続され、前記検出器が検出して取得した前記チャンバ内の前記電解液のキャリア濃度に基づき、前記輸送器を制御して前記第1容器内の高キャリア濃度の前記電解液または前記第2容器内の低キャリア濃度の前記電解液を前記チャンバに補充させる制御回路と、を含むことを特徴とする、請求項1に記載の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール。   Furthermore, the carrier concentration automatic equilibration device includes a detector for detecting the carrier concentration of the electrolyte solution, the first container for storing the electrolyte solution of high carrier concentration, and the electrolyte solution of low carrier concentration. A second container storing the first container, the first container, the second container, and the chamber, and the high carrier concentration electrolyte in the first container or the low carrier concentration electrolysis in the second container A transporter for selectively replenishing the liquid into the chamber, and an electrical connection to the detector and the transporter, based on the carrier concentration of the electrolyte in the chamber detected and acquired by the detector. Controlling the transport device to control the electrolytic solution having a high carrier concentration in the first container or the electrolytic solution having a low carrier concentration in the second container to be replenished into the chamber. The symptom, high power battery or capacitor module according to claim 1. さらに充電装置を含み、前記充電装置が外部電源、前記第1電極、前記第2電極に電気的に接続され、前記充電装置は前記外部電源が提供する電力を使用して前記バッテリーセルに対して充電を行うことを特徴とする、請求項1または3に記載の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール。   The battery further includes a charging device, the charging device is electrically connected to the external power supply, the first electrode, and the second electrode, and the charging device uses the power provided by the external power supply to the battery cell. The high-power battery or capacitor module according to claim 1 or 3, wherein charging is performed. 前記熱交換装置が、熱交換器と、ポンプ(pump)を含み、前記熱交換器と前記ポンプが、管路を介して前記ケースの前記入口と前記出口に連接され、前記ポンプが循環的に前記出口を通じて前記電解液を前記チャンバから出した後、前記熱交換器で前記チャンバから出た前記電解液の温度を低下させ、降温後の前記電解液を前記入口から前記チャンバに戻すことを特徴とする、請求項1に記載の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール。   The heat exchange apparatus includes a heat exchanger and a pump, and the heat exchanger and the pump are connected to the inlet and the outlet of the case via a pipeline, and the pump is circulated After the electrolyte is discharged from the chamber through the outlet, the temperature of the electrolyte discharged from the chamber is decreased by the heat exchanger, and the electrolyte after temperature drop is returned to the chamber from the inlet. The high power battery or capacitor module according to claim 1. 前記熱交換装置が充電ステーションに配置され、前記充電ステーションが充電ガンを備え、前記充電ガンに第1管ジョイントと第2管ジョイントが設置され、前記第1管ジョイントが前記ケースの前記入口に連接され、前記第2管ジョイントが前記ケースの前記出口に連接され、前記熱交換装置の熱交換器の熱交換媒体入口と出口が充電ステーションの充電ガンの第1管ジョイントと第2管ジョイントに連接される、ことを特徴とする、請求項5に記載の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール。   The heat exchange apparatus is disposed at a charging station, the charging station includes a charging gun, the charging gun is provided with a first pipe joint and a second pipe joint, and the first pipe joint is connected to the inlet of the case And the second pipe joint is connected to the outlet of the case, and the heat exchange medium inlet and outlet of the heat exchanger of the heat exchange device are connected to the first pipe joint and the second pipe joint of the charging gun of the charging station The high-power battery or capacitor module according to claim 5, characterized in that: 車両の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置であって、ケースと、電解液と、パッケージされていないバッテリーセルと、熱交換装置と、充電装置を含み、
前記ケースが内部に設けられたチャンバと、前記チャンバに連通された入口と出口を備え、
前記電解液が、前記チャンバ内に充填され、前記チャンバの前記入口を介して前記チャンバに進入し、前記チャンバの前記出口を介して前記チャンバから出すことができ、
前記パッケージされていないバッテリーセルが、前記ケースの前記チャンバ内に配置され、かつ前記電解液に浸漬され、前記ケースの外部に配置された第1電極が前記バッテリーセルの正極に電気的に接続され、前記ケースの外部に配置された第2電極が前記バッテリーセルの負極に電気的に接続され、
前記熱交換装置が、前記ケースの前記入口と前記出口に連接され、前記チャンバと共同で密閉された流体循環空間を構成し、循環的に前記出口を通じて前記電解液を前記チャンバから出した後、前記チャンバから出た前記電解液の温度を低下させ、降温後の前記電解液を前記入口から前記チャンバに戻し、
前記充電装置が、外部電源、前記第1電極、前記第2電極に電気的に接続され、前記外部電源が提供する電力を使用して前記バッテリーセルに対して充電を行う、
ことを特徴とする、車両の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置。
A high-power battery or capacitor module of a vehicle and a charging device therefor, including a case, an electrolyte, a battery cell not packaged, a heat exchange device, and a charging device;
The case includes a chamber provided therein, and an inlet and an outlet in communication with the chamber;
The electrolyte may be charged into the chamber, enter the chamber through the inlet of the chamber, and exit the chamber through the outlet of the chamber.
The unpackaged battery cell is disposed in the chamber of the case and immersed in the electrolyte, and a first electrode disposed outside the case is electrically connected to a positive electrode of the battery cell. A second electrode disposed outside the case is electrically connected to a negative electrode of the battery cell;
The heat exchange device is connected to the inlet and the outlet of the case to form a fluid circulation space jointly sealed with the chamber, and after circulating the electrolyte out of the chamber through the outlet cyclically, Reducing the temperature of the electrolyte solution leaving the chamber and returning the temperature-reduced electrolyte solution from the inlet to the chamber;
The charging device is electrically connected to an external power supply, the first electrode, and the second electrode, and charges the battery cell using power provided by the external power supply.
What is claimed is: 1. A high-power battery or capacitor module for a vehicle and a charging device therefor.
前記ケースが剛性または軟性の容器であることを特徴とする、請求項7に記載の車両の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置。   8. The high-power battery or capacitor module of a vehicle according to claim 7, wherein the case is a rigid or flexible container, and its charging device. 前記熱交換装置が、熱交換器と、ポンプを含み、前記熱交換器と前記ポンプが、管路を介して前記ケースの前記入口と前記出口に連接され、前記ポンプが循環的に前記出口を通じて前記電解液を前記チャンバから出した後、前記熱交換器で前記チャンバから出た前記電解液の温度を低下させ、降温後の前記電解液を前記入口から前記チャンバに戻すことを特徴とする、請求項7に記載の車両の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置。   The heat exchange device includes a heat exchanger and a pump, and the heat exchanger and the pump are connected to the inlet and the outlet of the case via a pipe line, and the pump is cyclically through the outlet After the electrolyte is discharged from the chamber, the temperature of the electrolyte discharged from the chamber is decreased by the heat exchanger, and the temperature-dropped electrolyte is returned from the inlet to the chamber. A high-power battery or capacitor module for a vehicle according to claim 7, and a charging device therefor. 前記熱交換器が車両の前側位置に設置され、空冷または水冷により前記電解液の温度を低下させ、降温後の前記電解液を入口から前記チャンバ内に戻すことを特徴とする、請求項9に記載の車両の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置。   10. The heat exchanger according to claim 9, wherein the heat exchanger is installed at a front position of a vehicle, and the temperature of the electrolyte is lowered by air cooling or water cooling, and the electrolyte after temperature lowering is returned from the inlet into the chamber. High-power battery or capacitor module of the described vehicle and its charging device. 前記熱交換装置が充電ステーションに配置され、前記充電ステーションが充電ガンを備え、前記充電ガンに第1管ジョイントと第2管ジョイントが設置され、前記第1管ジョイントが前記ケースの前記入口に連接され、前記第2管ジョイントが前記ケースの前記出口に連接され、前記熱交換装置の熱交換器の熱交換媒体入口と出口が充電ステーションの充電ガンの第1管ジョイントと第2管ジョイントに連接される、ことを特徴とする、請求項9に記載の車両の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置。   The heat exchange apparatus is disposed at a charging station, the charging station includes a charging gun, the charging gun is provided with a first pipe joint and a second pipe joint, and the first pipe joint is connected to the inlet of the case And the second pipe joint is connected to the outlet of the case, and the heat exchange medium inlet and outlet of the heat exchanger of the heat exchange device are connected to the first pipe joint and the second pipe joint of the charging gun of the charging station 10. The high-power battery or capacitor module of a vehicle according to claim 9, characterized in that: さらに前記充電ステーションに配置されたキャリア濃度自動平衡装置を含み、前記キャリア濃度自動平衡装置が、前記チャンバ内の前記電解液のキャリア濃度を検出する検出器と、高キャリア濃度の電解液を貯蔵する第1容器と、低キャリア濃度の電解液を貯蔵する第2容器と、前記第1容器と前記第2容器に連結され、かつ前記第1管ジョイントと前記第2管ジョイントを通じて前記チャンバに連結され、前記第1容器内の高キャリア濃度の前記電解液または前記第2容器内の低キャリア濃度の前記電解液を選択的に前記チャンバに補充する輸送器と、前記検出器と前記輸送器に電気的に接続され、前記検出器が検出して取得した前記チャンバ内の前記電解液のキャリア濃度に基づき、前記輸送器を制御して前記第1容器内の高キャリア濃度の前記電解液または前記第2容器内の低キャリア濃度の前記電解液を前記チャンバに補充させる制御回路と、を含むことを特徴とする、請求項11に記載の車両の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置。   The apparatus further includes a carrier concentration automatic balancing apparatus disposed at the charging station, wherein the carrier concentration automatic balancing apparatus stores a detector for detecting the carrier concentration of the electrolyte in the chamber, and an electrolyte having a high carrier concentration. A first container, a second container for storing an electrolyte solution of low carrier concentration, and the first container and the second container are connected to the chamber through the first pipe joint and the second pipe joint. A transporter for selectively replenishing the chamber with the electrolyte of the high carrier concentration in the first container or the electrolyte of the low carrier concentration in the second container; electricity to the detector and the transporter Are controlled to control the transporter based on the carrier concentration of the electrolyte solution in the chamber detected and acquired by the detector to obtain high carrier concentration in the first container. The high-power battery or capacitor module of a vehicle according to claim 11, comprising: a control circuit for replenishing the chamber with the electrolytic solution of the above or the low carrier concentration electrolytic solution in the second container. And its charging device. さらにキャリア濃度自動平衡装置を含み、前記キャリア濃度自動平衡装置が、前記チャンバ内の前記電解液のキャリア濃度を検出する検出器と、高キャリア濃度の電解液を貯蔵する第1容器と、低キャリア濃度の電解液を貯蔵する第2容器と、前記第1容器と前記第2容器、前記チャンバに連結され、前記第1容器内の高キャリア濃度の前記電解液または前記第2容器内の低キャリア濃度の前記電解液を選択的に前記チャンバに補充する輸送器と、前記検出器と前記輸送器に電気的に接続され、前記検出器が検出して取得した前記チャンバ内の前記電解液のキャリア濃度に基づき、前記輸送器を制御して前記第1容器内の高キャリア濃度の前記電解液または前記第2容器内の低キャリア濃度の前記電解液を前記チャンバに補充させる制御回路と、を含むことを特徴とする、請求項7に記載の車両の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置。   Furthermore, a carrier concentration automatic balancing device is included, wherein the carrier concentration automatic balancing device is a detector for detecting the carrier concentration of the electrolyte in the chamber, a first container for storing the high carrier concentration electrolyte, and a low carrier. A second container storing an electrolyte of a concentration, the first container, the second container, and the chamber, and the high carrier concentration electrolyte in the first container or the low carrier in the second container A transporter for selectively replenishing the electrolyte with a concentration to the chamber, a detector and the transporter are electrically connected to each other, and a carrier of the electrolyte in the chamber detected and acquired by the detector A control circuit for controlling the transport device based on the concentration to refill the chamber with the electrolyte of high carrier concentration in the first container or the electrolyte of low carrier concentration in the second container. , Characterized in that it comprises a high-power battery or capacitor module and the charging apparatus for a vehicle according to claim 7. 前記充電装置が充電ステーションに設置され、かつ前記充電装置の外部電源とする電気幹線に接続される、ことを特徴とする、請求項7に記載の車両の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置。   8. The high-power battery or capacitor module of a vehicle according to claim 7, wherein the charging device is installed at a charging station and connected to an electric main line serving as an external power source of the charging device. . 前記充電装置が前記車両に設置され、かつ前記車両の発電機に電気的に接続され、前記発電機を外部電源とする、ことを特徴とする、請求項7に記載の車両の高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール及びその充電装置。   The high-power battery of a vehicle according to claim 7, wherein the charging device is installed in the vehicle and electrically connected to a generator of the vehicle, and the generator is used as an external power supply. Capacitor module and its charging device.
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