JP2019204699A - 蓄電池モジュールおよび蓄電池ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
(1) 複数のシート状の蓄電池セルと、
該複数の蓄電池セルを収納する容器と、
前記複数の蓄電池セルの少なくとも一部が浸漬するように、前記容器内に供給された油状媒体とを有し、
該油状媒体が、オイルと、該オイルの粘度を増大させる増粘剤とを含有することを特徴とする蓄電池モジュール。
該蓄電池モジュールを収納可能な筐体とを有することを特徴とする蓄電池ユニット。
図1は、本発明の蓄電池モジュールの構成を示す分解斜視図、図2は、本発明の蓄電池ユニットの構成を示す分解斜視図である。
オイルは、空気等の気体よりも熱伝導性が高い。このため、容器3内に液状媒体を供給しておけば、仮に1つの蓄電池セル2が異常により発熱しても、この熱を迅速に拡散させることができる。よって、異常のない蓄電池セル2が熱ダメージを受けることを低減することができる。
このような難燃性オイルを用いることにより、異常な蓄電池セル2が仮に発火したとしても、他の蓄電池セル2が延焼することを未然に防止することができる。
難燃性オイルとしては、例えば、炭化水素系合成オイル、エーテル系合成オイル、エステル系合成オイル、リン酸エステル系合成オイル、ポリシロキサン系合成オイル、フッ素含有炭化水素系合成オイルのような合成オイル、パラフィン系鉱物オイル、ナフテン系鉱物オイル、これらを精製した精製鉱物オイルのような鉱物オイル等が挙げられる。これらのオイルは、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
炭化水素系合成オイルとしては、例えば、ポリ−α−オレフィン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリブテン等が好適であり、エーテル系合成オイルとしては、例えば、ポリフェニルエーテル、ポリアルキレングリコール等が好適である。
ガム類としては、例えば、キサンタンガム、グアーガム、トラガントガム、アラビアガムが挙げられ、多糖類としては、例えば、デキストリン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。
また、ポリ(メタ)アクリレート類としては、ポリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリレート共重合体、ポリメチルメタアクリレート等が挙げられ、ポリスチレン類としては、例えば、無水マレイン酸−スチレン共重合体等が挙げられる。
また、熱伝導粒子の種類、平均粒径、含有量等を調整することにより、油状媒体の粘度および密度を増大させる効果も期待できる。油状媒体の密度を高めることができれば、各蓄電セル2に付与される浮力をより大きくすることができる。
油状媒体中に含まれる熱伝導粒子の量は、30〜70容量%程度であることが好ましく、40〜60容量%程度であることがより好ましい。かかる量で熱伝導粒子を含有することにより、油状媒体の熱拡散性をより向上させることができる。
油状媒体の密度は、蓄電池セル2の密度にできる限り近いことが好ましい。油状媒体の具体的な密度は、1.5〜3g/cm3程度であることが好ましく、2〜2.5g/cm3程度であることがより好ましい。
油状媒体の粘度および密度のそれぞれを、前記範囲に設定することにより、蓄電池セル2に大きな浮力を作用させることができる。よって、容器3内において下方に位置する蓄電池セル2に掛かる荷重をより低減することができ、発熱し易くなること、あるいは破損し易くなることを好適に抑制し得る。
容器3は、ペルチェ素子4からの熱、蓄電池セル2からの熱を放射(放熱)するため、好ましくは金属材料(例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等)で構成される。
かかる油量センサ5は、接触式であっても、非接触式であってもよい。油量センサ5の具体例としては、例えば、フロートセンサ、光電センサ、超音波センサ、静電容量センサ等が挙げられる。
蓄電池モジュール1の長辺(長手方向の長さ)は、好ましくは200〜800mm程度であり、短辺(短手方向の長さ)は、好ましくは150〜300mm程度である。また、蓄電池モジュール1の高さは、好ましくは50〜200mm程度である。
図2に示す蓄電池ユニット100は、複数の蓄電池モジュール1と、複数の蓄電池モジュール1を制御する制御モジュール10と、これらを収納する筐体20とを有している。
筐体20は、上部開口201aを備える本体部201と、上部開口201aを塞ぐようにして本体部201に着脱自在に固定される蓋部202とを備えている。
なお、図示の構成では、筐体20の紙面手前側にのみ、蓄電池モジュール1を積み重ねて配置するようになっているが、紙面奥側にも複数の蓄電池モジュール1を積み重ねて配置することもできる。
かかる構成によれば、蓄電池モジュール1同士をネジ止めすることなく、一括して本体部201(筐体20)に固定することができるため、部品点数の削減を図ることができるとともに、蓄電池ユニット100の設置作業をより簡略化することができる。
制御モジュール10は、例えば、交流電流と直流電流との電力変換を行う機能、蓄電池モジュールの異常の有無をモニターする機能、蓄電池モジュール1の充電量をモニターする機能、異常時に電流を遮断する機能、外部機器との通信機能等を有している。
蓋部202は、長方形状(上部開口201aに対応した形状)の平板で構成され、四つの角部にそれぞれ貫通孔2021が形成されている。図中矢印で示すネジを貫通孔2021に挿通し、本体部201の枠体に設けられたネジ穴に螺合する。これにより、蓋部202が本体部201に固定される。
なお、本体部201の内面に、高さ方向に沿ってガイドを設けるようにしてもよい。このガイドに沿って蓄電池モジュール1を本体部201内に誘導することにより、本体部201に対する蓄電池モジュール1の位置決めが容易になる。
例えば、本発明の蓄電池モジュールおよび蓄電池ユニットは、それぞれ他の任意の構成を有していてもよいし、同様の機能を発揮する任意の構成と置換されていてよい。
2 蓄電池セル
21 端子用タブ
3 容器
31 容器本体
311 上部開口
32 蓋体
33 コネクタ
100 蓄電池ユニット
10 制御モジュール
20 筐体
201 本体部
201a 上部開口
202 蓋部
2021 貫通孔
30 固定プレート
Claims (18)
- 複数のシート状の蓄電池セルと、
該複数の蓄電池セルを収納する容器と、
前記複数の蓄電池セルの少なくとも一部が浸漬するように、前記容器内に供給された油状媒体とを有し、
該油状媒体が、オイルと、該オイルの粘度を増大させる増粘剤とを含有することを特徴とする蓄電池モジュール。 - 前記オイルは、難燃性オイルである請求項1に記載の蓄電池モジュール。
- 前記難燃性オイルは、合成オイルを含む請求項2に記載の蓄電池モジュール。
- 前記増粘剤は、ガム類、多糖類、ポリ(メタ)アクリル酸類、ポリオレフィン類、ポリ(メタ)アクリレート類およびポリスチレン類のうちの少なくとも1種を含む請求項1ないし3のいずれかに記載の蓄電池モジュール。
- 前記油状媒体中に含まれる前記増粘剤の量は、3〜50質量%である請求項1ないし4のいずれかに記載の蓄電池モジュール。
- 前記油状媒体は、さらに前記オイルよりも高い熱伝導性を有する熱伝導粒子を含有する請求項1ないし5のいずれかに記載の蓄電池モジュール。
- 前記熱伝導粒子の構成材料は、無機炭化物および無機窒化物のうちの少なくとも1種である請求項6に記載の蓄電池モジュール。
- 前記熱伝導粒子の平均粒径は、0.1〜40μmである請求項6または7に記載の蓄電池モジュール。
- 前記油状媒体中に含まれる前記熱伝導粒子の量は、30〜70容量%である請求項6ないし8のいずれかに記載の蓄電池モジュール。
- 前記油状媒体の粘度は、5000〜15000Pa・sである請求項1ないし9のいずれかに記載の蓄電池モジュール。
- 前記油状媒体の密度は、1.5〜3g/cm3である請求項1ないし10のいずれかに記載の蓄電池モジュール。
- 前記油状媒体は、前記複数の蓄電池セルの70%以上が浸漬するように、前記容器内に供給されている請求項1ないし11のいずれかに記載の蓄電池モジュール。
- さらに、前記油状媒体に接触するように、前記容器の内面に固定されたペルチェ素子を有する請求項1ないし12のいずれかに記載の蓄電池モジュール。
- 前記ペルチェ素子は、前記蓄電池セルに電気的に接続され、該蓄電池セルから電力が供給されるように構成されている請求項13に記載の蓄電池モジュール。
- 前記容器の少なくとも前記ペルチェ素子が固定される部分は、金属材料で構成されている請求項13または14に記載の蓄電池モジュール。
- さらに、前記容器内の前記油状媒体の量の変化を検出する油量センサを有する請求項1ないし15のいずれかに記載の蓄電池モジュール。
- 前記油量センサは、前記蓄電池セルに電気的に接続され、該蓄電池セルから電力が供給されるように構成されている請求項16に記載の蓄電池モジュール。
- 請求項1ないし17のいずれかに記載の蓄電池モジュールと、
該蓄電池モジュールを収納可能な筐体とを有することを特徴とする蓄電池ユニット。
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2018
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