KR20120132382A - Power supply apparatus for electric power and vehicle equipped with power supply appratus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 주로 하이브리드 자동차, 연료 전지 자동차, 전기 자동차 등의 자동차를 구동하는 모터의 전원용에 사용되거나, 혹은 태양 전지의 전력을 축적하는 전력용의 전원 장치와 이 전원 장치를 구비하는 차량에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
자동차를 주행시키는 모터를 구동하는 전원 장치나 태양 전지로 충전되어 야간에 전력을 공급하거나, 혹은 낮의 전력 수요가 클 때에 전력을 공급하는 전원 장치는, 큰 출력이 요구된다. 이 전원 장치는, 복수의 전지를 직렬로 접속하여 출력 전압을 높게 하고 있다. 이러한 종류의 용도로 사용되는 전원 장치로서, 복수의 각형 전지를 적층하고, 인접하는 각형 전지를 직렬로 접속하여 출력 전압을 높게 하는 구조의 것이 개발되어 있다(특허문헌 1 참조).A large output is required for a power supply device that is driven by a power supply device or a solar cell that drives a motor that drives a vehicle and supplies power at night, or when the daytime power demand is large. This power supply device connects a plurality of batteries in series to increase the output voltage. As a power supply device used for this kind of use, the thing of the structure which laminated | stacks several square batteries, and connects adjacent square batteries in series and raises an output voltage is developed (refer patent document 1).
특허문헌 1의 전원 장치는, 복수의 각형 전지 사이에 절연 세퍼레이터를 배치하여, 절연 세퍼레이터에 의해 인접한 각형 전지를 절연하여 적층하고 있다. 복수의 각형 전지를 적층하여 전지 블록으로 하는 구조는, 인접한 각형 전지의 외장 캔과의 사이에 전위차가 생긴다. 따라서, 인접한 각형 전지를 절연하여 적층할 필요가 있다. 인접한 각형 전지를 절연하기 위해, 각형 전지 사이에는 플라스틱 등의 절연재로 성형되어 있는 절연 세퍼레이터가 배치된다. 즉, 전지 블록은, 각형 전지와 절연 세퍼레이터를 교대로 적층하여 전지 블록으로 하고 있다. 이 구조의 전지 블록은, 각형 전지와 절연 세퍼레이터를 정위치에 배치하고, 각형 전지를 적층 상태로 고정할 필요가 있다. 절연 세퍼레이터와 각형 전지의 상대 위치가 어긋나, 인접한 각형 전지의 외장 캔이 접촉하면, 큰 쇼트 전류가 흘러 안전하게 사용할 수 없고, 또한 전지 자체에 현저한 데미지를 끼치는 폐해가 있다. 이로 인해, 절연 세퍼레이터는 각형 전지 사이에 정확하게, 게다가 위치 어긋남이 없도록 배치할 필요가 있다. 따라서, 다수의 각형 전지를 적층하고 있는 전지 블록은 조립하기에 수고스럽고, 또한 부품 개수가 많아져, 어셈블리 비용이 높아지는 결점이 있다. 또한, 장기간 사용되고, 또한 진동 등으로 절연 세퍼레이터와 각형 전지의 상대 위치가 어긋나면, 각형 전지에 큰 쇼트 전류가 흐르는 폐해도 발생한다.The power supply device of
본 발명은, 이상의 결점을 해결하는 것을 목적으로 개발된 것이다. 본 발명의 중요한 목적은, 어셈블리 비용을 저감하면서, 높은 안전성을 확보할 수 있는 전력용의 전원 장치 및 전원 장치를 구비하는 차량을 제공하는 데에 있다.This invention was developed in order to solve the above fault. An important object of the present invention is to provide a power supply device and a vehicle having a power supply device capable of securing high safety while reducing assembly costs.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 도전성을 갖는 외장 캔(11)을 구비한 복수의 각형 전지(1)를, 절연층(2, 42, 52, 62)으로 절연하고 적층 상태로 배치하여 이루어지는 전지 블록(3)과, 이 전지 블록(3)의 저면에 있어서 각각의 각형 전지(1)에 열결합 상태로 배치되고, 각 각형 전지(1)를 저면부터 강제적으로 냉각하는 냉각 플레이트(4)와, 이 냉각 플레이트(4)를 냉각하는 냉각 기구(5)를 구비하고 있다. 절연층(2, 42, 52, 62)은, 서로 끼워 맞추는 끼워 맞춤 구조에 의해 정위치에 적층되는 형상임과 함께, 외장 캔(11)과 일체로 형성되어 있다. 전지 블록(3)은, 절연층(2, 42, 52, 62)과 각형 전지(1)가 일체 구조로 된 전지 유닛(10)을, 복수 적층하여 구성하고 있다.The power supply device for electric power of the present invention is formed by insulating a plurality of
이상의 전원 장치는, 어셈블리 비용을 저감하면서, 높은 안전성을 확보할 수 있는 특징이 있다. 그것은, 끼워 맞춤 구조를 갖는 절연층을 외장 캔과 일체로 형성하고, 각형 전지와 절연층을 일체 구조의 전지 유닛으로 함으로써, 종래의 절연 세퍼레이터를 구비하지 않는 구성이어도, 인접하는 각형 전지를 확실하게 절연함과 함께, 각형 전지의 상대 위치의 어긋남을 방지할 수 있기 때문이다.The above power supply device is characterized by ensuring high safety while reducing assembly costs. It forms the insulating layer which has a fitting structure integrally with an exterior can, and forms a square battery and an insulating layer as a battery unit of an integrated structure, and it ensures that adjacent square batteries are reliably, even if it is a structure which is not equipped with the conventional insulation separator. This is because the insulation can be prevented and the shift of the relative position of the square battery can be prevented.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 절연층(2, 42, 52, 62)을, 적어도 외장 캔(11)의 주면(1B)을 덮는 형상으로 할 수 있다.The power supply device for electric power of this invention can make the
본 명세서에 있어서, 외장 캔의 주면이란, 서로 적층되는 각형 전지끼리의 대향면이 되는 면을 의미하고 있다.In this specification, the main surface of an exterior can means the surface used as the opposing surface of the square batteries laminated | stacked on each other.
이상의 전원 장치는, 외장 캔의 주면이 절연층에 의해 덮여 있기 때문에, 적층된 각형 전지끼리를 확실하게 절연할 수 있다. 또한, 각형 전지에 결로가 발생해도, 각형 전지의 주면이 절연층에 의해 덮여 있기 때문에, 각형 전지의 상면에 구비되어 있는 출력 단자에 결로수가 전해지는 것을 억제할 수 있다.In the above power supply device, since the main surface of the outer can is covered by the insulating layer, the stacked rectangular batteries can be insulated reliably. In addition, even when condensation occurs in the square battery, since the main surface of the square battery is covered by the insulating layer, it is possible to suppress the transfer of condensation water to the output terminal provided on the upper surface of the square battery.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 각형 전지(1)를 절연층(2, 42, 52, 62)에 인서트 성형하여, 각형 전지(1)와 절연층(2, 42, 52, 62)을 일체 구조의 전지 유닛(10)으로 할 수 있다.The power supply device for electric power of this invention insert-forms the
이상의 전원 장치는, 간단하면서도 또한 용이하게, 각형 전지의 표면에 절연층을 형성하여, 인접하는 각형 전지를 확실하게 절연할 수 있다.The above power supply device can simply and easily form an insulating layer on the surface of a square battery, and can reliably insulate adjacent square batteries.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 전지 블록(3)이, 서로 적층하여 이루어지는 복수의 전지 유닛(10)을 양측으로부터 한 쌍의 엔드 플레이트(7)에 의해 적층 방향으로 협착하고, 또한, 한 쌍의 엔드 플레이트(7)를 연결 부재(8)로 연결하여, 한 쌍의 엔드 플레이트(7)로써 복수의 전지 유닛(10)을 적층 상태로 고정할 수 있다.In the power supply device for electric power of the present invention, a plurality of
이상의 전력용의 전원 장치는, 전지 유닛을 냉각 플레이트 상에 탑재하고, 전지 블록을 양단부를 엔드 플레이트와 연결 부재로 연결함으로써, 전지 유닛을 냉각 플레이트에 열결합 상태로 확실하게 고정할 수 있다.The power supply device for electric power described above can reliably fix the battery unit to the cooling plate in a thermally coupled state by mounting the battery unit on the cooling plate and connecting both ends of the battery block with the end plate and the connecting member.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 전지 유닛(10)과 엔드 플레이트(7)를 끼워 맞춤 구조로 정위치에 적층할 수 있다.The power supply device for electric power of this invention can be laminated | stacked in the fixed position by fitting the
이상의 전원 장치는, 전지 유닛과 엔드 플레이트를 위치 어긋남없는 상태로 확실하게 고정할 수 있다.The above power supply device can reliably fix the battery unit and the end plate in a state without shifting the position.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 전지 유닛(10)의 절연층(2, 42, 52, 62)을, 중앙부를 외주부보다 두껍게 성형할 수 있다.The power supply device for electric power of this invention can shape the
이상의 전원 장치는, 전지 유닛의 적층 상태에 있어서, 절연층의 중앙부가 면 접촉 상태로 접촉하여, 각형 전지의 외주부가 강하게 가압되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 각형 전지의 외주부가 변형되는 등의 폐해를 방지할 수 있다.In the power supply device described above, in the laminated state of the battery units, the center portion of the insulating layer can be brought into contact with the surface contact state, and the outer peripheral portion of the square battery can be prevented from being strongly pressed. For this reason, it is possible to prevent the damage such as deformation of the outer peripheral portion of the square battery.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 전지 블록(3)과 냉각 플레이트(4) 사이에 압축되어 변형되는 열전도 시트(6)를 배치할 수 있다.The power supply device for electric power of this invention can arrange | position the heat
이상의 전원 장치는, 열전도 시트를 개재하여 각각의 각형 전지를 확실하게 안정되게 냉각 플레이트에 열결합 상태로 연결할 수 있다. 이로 인해, 각각의 각형 전지를 확실하게 온도차가 적어지도록 냉각할 수 있다.The above power supply device can reliably and stably connect each rectangular battery to a cooling plate via a heat conductive sheet in a thermally coupled state. For this reason, each square battery can be cooled so that temperature difference may become small certainly.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 전지 유닛(10)의 절연층(2, 42, 52, 62)이, 냉각 플레이트(4)와의 대향면인 저면에, 외장 캔(11)을 노출시키는 개구부(22)를 갖고, 이 개구부(22)에 절연재로 이루어지는 열전도 시트(6)를 배치하고, 외장 캔(11)을, 열전도 시트(6)를 개재하여 냉각 플레이트(4)에 열결합 상태로 연결할 수 있다.In the power supply device for electric power of the present invention, the
이상의 전원 장치는, 열전도 시트를 절연층의 정위치에 위치 어긋남이 없도록 배치하고, 이로써, 각형 전지의 외장 캔의 저면을 냉각 플레이트에 확실하게 열결합 상태로 연결할 수 있다. 이로 인해, 냉각 플레이트로써, 각각의 각형 전지를 안정되게 온도차가 적어지도록 냉각할 수 있다.The above power supply device is arranged so that the thermally conductive sheet is not misaligned at the correct position of the insulating layer, whereby the bottom face of the outer can of the rectangular battery can be reliably connected to the cooling plate in a thermally coupled state. For this reason, as a cooling plate, each rectangular battery can be cooled so that temperature difference may become small stably.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 전지 유닛(10)의 절연층(2, 42, 52, 62)이, 외장 캔(11)의 저면(1A)의 양단부를 커버하는 커버부(23)를 갖고, 이 커버부(23) 사이에 개구부(22)를 형성하고, 이 커버부(23)와 개구부(22)의 경계에 위치하는 경계면(24)을, 각형 전지(1)의 저면(1A)으로부터 냉각 플레이트(4)의 접촉면을 향하여 개구 면적을 크게 하도록 경사져 이루어지는 경사면으로 할 수 있다.In the power supply device for electric power of the present invention, the
이상의 전원 장치는, 절연층의 개구부에 배치되는 열전도 시트를, 각형 전지의 저면과 냉각 플레이트에 의해 협착함으로써, 열전도 시트를 확대 개방시키면서, 냉각 플레이트에 보다 넓은 면적에서 열결합 상태로 밀착하여, 냉각 플레이트로써, 각각의 각형 전지를 효율적으로 온도차가 적어지도록 냉각할 수 있다.In the above power supply device, the thermally conductive sheet disposed in the opening of the insulating layer is squeezed by the bottom surface of the prismatic battery and the cooling plate so that the thermally conductive sheet is enlarged and opened while being in close contact with the cooling plate in a wider area in a thermally bonded state to cool. As a plate, each rectangular battery can be cooled so that a temperature difference may become small efficiently.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 차량을 주행시키는 모터에 전력을 공급하는 장치로 할 수 있다.The power supply apparatus for electric power of this invention can be set as the apparatus which supplies electric power to the motor which drives a vehicle.
이상의 전원 장치는, 출력을 크게 하여 모터에 대전력을 공급하는 구조로 하면서, 다수의 각형 전지를 전지 유닛으로서 정위치에 확실하게 고정하여 사용할 수 있다. 특히, 차량의 진동 등으로 각형 전지나 절연층의 위치 어긋남을 방지하면서, 장기간에 걸쳐 다수의 각형 전지를 정위치에 고정하여, 안정적으로 사용할 수 있는 특징이 있다.The above power supply device has a structure in which a large output is supplied to the motor by increasing the output, and it is possible to reliably fix a large number of square batteries in place as battery units. In particular, while preventing the positional shift of a square battery or an insulating layer by the vibration of a vehicle, it has the characteristic that a large number of square batteries can be fixed to a fixed position over a long period of time, and can be used stably.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 태양 전지의 전력으로 충전되어, 태양 전지의 발전 전력을 축적하는 장치로 할 수 있다.The power supply device for electric power of this invention is charged with the electric power of a solar cell, and can be set as the apparatus which accumulates the generated electric power of a solar cell.
이상의 전원 장치는, 출력을 크게 하여 태양 전지의 큰 출력을 충전할 수 있는 구조로 하면서, 다수의 각형 전지를 전지 유닛으로서 정위치에 확실하게 고정하여 사용할 수 있다. 또한, 장기간에 걸쳐 다수의 각형 전지를 안정되게 정위치에 고정하여 사용할 수 있는 특징이 있다.The power supply device described above can be used to secure a large number of prismatic cells in place as battery units while increasing the output to make it possible to charge the large output of the solar cell. In addition, there is a feature that a plurality of square batteries can be fixed and used in a stable position over a long period of time.
본 발명의 차량은, 상기의 어느 한 쪽의 전원 장치를 구비할 수 있다.The vehicle of the present invention can include any one of the above power supply devices.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 전력용의 전원 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시하는 전원 장치의 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시하는 전원 장치를 배면 하측으로부터 본 분해 사시도.
도 4는 도 1에 도시하는 전원 장치의 수평 단면도.
도 5는 도 1에 도시하는 전원 장치의 수직 종단면도.
도 6은 도 1에 도시하는 전원 장치의 일부 확대 수직 횡단면도.
도 7은 도 4에 도시하는 전원 장치의 주요부를 확대한 단면도.
도 8은 도 5에 도시하는 전원 장치의 주요부를 확대한 단면도.
도 9는 전지 유닛의 확대 사시도.
도 10은 복수의 전지 유닛을 적층하는 끼워 맞춤 구조를 도시하는 분해 단면도.
도 11은 복수의 전지 유닛을 적층하는 끼워 맞춤 구조의 다른 일례를 도시하는 분해 단면도.
도 12는 복수의 전지 유닛을 적층하는 끼워 맞춤 구조의 다른 일례를 도시하는 분해 단면도.
도 13은 복수의 전지 유닛을 적층하는 끼워 맞춤 구조의 다른 일례를 도시하는 분해 사시도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 관한 전원 장치를 엔진과 모터에 의해 주행하는 하이브리드 차에 탑재하는 예를 도시하는 블록도.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 관한 전원 장치를 모터만으로 주행하는 전기 자동차에 탑재하는 예를 도시하는 블록도.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 관한 전원 장치를 축전 장치에 적용하는 예를 도시하는 블록도.1 is a perspective view of a power supply unit for power according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the power supply device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the power supply device shown in FIG. 1 seen from the bottom side. FIG.
4 is a horizontal sectional view of the power supply device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a vertical longitudinal cross-sectional view of the power supply device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is an enlarged vertical cross-sectional view of part of the power supply device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the power supply device shown in FIG. 4. FIG.
8 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the power supply device shown in FIG. 5;
9 is an enlarged perspective view of the battery unit.
10 is an exploded cross-sectional view illustrating a fitting structure in which a plurality of battery units are stacked.
11 is an exploded cross-sectional view illustrating another example of a fitting structure in which a plurality of battery units are stacked.
12 is an exploded cross-sectional view showing another example of a fitting structure in which a plurality of battery units are stacked.
13 is an exploded perspective view illustrating another example of a fitting structure in which a plurality of battery units are stacked;
Fig. 14 is a block diagram showing an example of mounting a power supply device according to an embodiment of the present invention to a hybrid car that is driven by an engine and a motor.
Fig. 15 is a block diagram showing an example of mounting a power supply device according to an embodiment of the present invention to an electric vehicle that runs only with a motor.
Fig. 16 is a block diagram showing an example of applying a power supply device according to an embodiment of the present invention to a power storage device.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 단, 이하에 기재하는 실시예는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 전력용의 전원 장치 및 전원 장치를 구비하는 차량을 예시하는 것이며, 본 발명은 전원 장치 및 차량을 이하의 것에 특정하지 않는다. 또한, 이 명세서는, 특허 청구 범위를 이해하기 쉽도록, 실시예에 기재하는 부재에 대응하는 번호를, 「특허 청구 범위」 및 「과제를 해결하기 위한 수단의 란」에 기재하는 부재에 부기하고 있다. 단, 특허 청구 범위에 기재하는 부재를, 실시예의 부재에 특정하는 것은 결코 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing. However, the Example described below illustrates the vehicle provided with the power supply device and power supply device for power for embodying the technical idea of this invention, and this invention does not specify a power supply device and a vehicle to the following. . In addition, this specification adds the number corresponding to the member described in the Example to the member described in the "claim" and "the column of a means for solving a problem", so that a claim may be easily understood. have. However, the member described in a claim is not specified to the member of an Example at all.
본 발명의 전력용의 전원 장치는, 주로 하이브리드 자동차나 전기 자동차 등의 전동 차량에 탑재되고, 차량의 주행 모터에 전력을 공급하여, 차량을 주행시키는 전원 장치에 사용되거나, 혹은 태양 전지의 전력을 축적하여 야간이나 낮의 피크 전력 시에 출력하는 전원 장치에 사용된다.The power supply device for electric power of the present invention is mainly mounted in an electric vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, and is used in a power supply apparatus for supplying electric power to a traveling motor of a vehicle to drive a vehicle, or for powering a solar cell. It is used for power supply that accumulates and outputs at peak power at night or daytime.
도 1 내지 도 8에 도시하는 전원 장치는, 도전성을 갖는 외장 캔(11)을 구비한 복수의 각형 전지(1)를 절연층(2)으로 절연하고 적층 상태로 배치하고 있는 전지 블록(3)과, 이 전지 블록(3)을 구성하는 각형 전지(1)의 외장 캔(11)을 저면(1A)부터 냉각하는 냉각 플레이트(4)와, 이 냉각 플레이트(4)를 냉각하는 냉각 기구(5)를 구비한다. 이상의 전원 장치의 냉각 기구(5)는, 냉각 플레이트(4)에 냉매를 순환시켜, 냉각 플레이트(4)를 냉각하고, 이 냉각 플레이트(4)를 외장 캔(11)에 열결합 상태로 연결하여, 각형 전지(1)를 강제적으로 냉각한다. 냉각 기구(5)는, 각형 전지(1)의 온도를 검출하여 냉각 플레이트(4)의 온도를 제어한다. 냉각 기구(5)는, 각형 전지(1)의 온도가 설정 온도보다 높아지면, 냉각 플레이트(4)에 냉매를 순환시켜 냉각 플레이트(4)를 통하여 각형 전지(1)를 냉각한다. 각형 전지(1)의 온도가 설정 온도보다 낮아지면 냉각 기구(5)는 냉각 플레이트(4)에의 냉매의 순환을 정지한다.In the power supply device shown in FIGS. 1 to 8, the
각형 전지(1)는 리튬 이온 이차 전지이다. 단, 각형 전지는 리튬 이온 이차 전지에는 특정되지 않고, 충전할 수 있는 모든 전지, 예를 들어 니켈 수소 전지 등도 사용할 수 있다. 각형 전지(1)는, 정부의 전극판을 적층하고 있는 전극체(도시하지 않음)를 외장 캔(11)에 수납하여 전해액을 충전하여 기밀하게 밀폐한 것이다. 외장 캔(11)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 바닥을 폐색하는 네모난 통 형상으로 성형한 것으로, 상방의 개구부를 밀봉판(12)으로 기밀하게 폐색하고 있다. 외장 캔(11)은, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속판을 딥 드로잉 가공한 것으로, 표면이 도전성을 갖는다. 적층되는 각형 전지(1)는, 얇은 각형으로 성형된다. 밀봉판(12)도 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속판으로 제작된다. 이 밀봉판(12)은, 정부의 전극 단자(13)를 양단부에, 절연재(14)를 개재하여 고정하고 있다. 정부의 전극 단자(13)는 내장하는 정부의 전극판(도시하지 않음)에 접속된다. 리튬 이온 이차 전지는, 외장 캔(11)을 전극에 접속하지 않는다. 단, 외장 캔(11)은 전해액을 개재하여 전극판에 접속되는 점에서, 정부의 전극판의 중간 전위로 된다. 단, 각형 전지는, 한쪽의 전극 단자를 리드선으로 외장 캔에 접속할 수도 있다. 이 각형 전지는, 외장 캔에 접속되는 전극 단자를 절연하지 않고 밀봉판에 고정할 수 있다. 또한, 밀봉판(12)은, 안전 밸브(15)의 개구부(16)를 형성하고 있다. 안전 밸브(15)는, 외장 캔(11)의 내압이 설정값보다 높아지면 개방 밸브하여, 외장 캔(11)이 파손되는 것을 방지한다. 안전 밸브(15)가 개방 밸브하면 내부의 가스가 밀봉판(12)의 개구부(16)로부터 외부로 배출된다. 도 6과 도 9의 각형 전지(1)는, 밀봉판(12)에 안전 밸브(15)의 개구부(16)를 형성하고 있다. 이 각형 전지(1)는, 개방 밸브하는 안전 밸브(15)의 개구부(16)로부터 가스를 배출할 수 있다. 그것은, 외장 캔(11)의 내부에는 가스가 저류되어 있기 때문이다. 각형 전지는, 외장 캔의 저부나 측부에 안전 밸브의 개구부를 형성할 수도 있다. 단, 이 각형 전지는, 안전 밸브가 개방될 때에 전해액이 배출된다. 전해액은 도전성의 액체이며, 이것이 배출되면, 접촉부를 쇼트시키는 경우가 있다. 밀봉판(12)에 안전 밸브(15)를 설치하는 각형 전지(1)는, 개방되는 안전 밸브(15)로부터 가스를 배출하여 내압을 저하시킬 수 있다. 이로 인해, 안전 밸브(15)가 개방될 때에 전해액의 배출을 제한하여, 전해액에 의한 폐해를 적게 할 수 있다.The
적층되는 각형 전지(1)는, 도시하지 않았지만, 인접하는 전극 단자(13)를 접속하고, 서로 직렬 또는 병렬로 접속된다. 병렬로 접속되는 각형 전지(1)는 외장 캔(11)에 전위차가 발생하지 않는다. 단, 출력을 크게 하는 전원 장치는, 모든 각형 전지(1)를 병렬로 접속하지 않고, 직렬로 접속하여 출력 전압을 높게 하고 있다. 직렬로 접속되는 각형 전지(1)는, 인접한 각형 전지(1)의 외장 캔(11)과의 사이에 전위차가 발생한다. 따라서, 전원 장치는, 인접한 각형 전지(1)의 외장 캔(11) 사이에 절연층(2)을 끼우고, 인접한 각형 전지(1)를 절연 상태로 적층하고 있다. 또한, 각각의 각형 전지(1) 사이에 끼워져 있는 절연층(2)은, 인접한 각형 전지(1)를 열적으로 차단하여 적층함으로써, 어느 한쪽의 각형 전지(1)의 온도가 매우 높아져 열폭주하는 상태로 되어도, 열폭주가 인접한 각형 전지(1)의 열폭주를 유발하는 것을 방지하는 작용도 있다. 따라서, 병렬로 접속하고 있는 각형 전지 사이에도 절연층을 배치하고 있는 전지 블록은, 열폭주의 유발을 방지하여, 안전성을 향상시킬 수 있다.Although not illustrated, the stacked
또한, 도시하지 않았지만, 각각의 각형 전지(1)의 전극 단자(13)에는 리드선(도시하지 않음)이 접속된다. 이 리드선은, 각형 전지(1)의 전압을 검출하는 보호 회로를 실장하는 회로 기판(도시하지 않음)에 접속된다. 도시하지 않았지만, 회로 기판은, 도 1에 있어서, 전원 장치의 상방에 배치된다.Although not shown, a lead wire (not shown) is connected to the
전지 블록(3)은, 서로 인접하는 각형 전지(1) 사이에 절연층(2)을 배치하고 있다. 절연층(2)은, 적어도 서로 인접하는 각형 전지(1)의 대향면이 되는 외장 캔(11)의 주면(1B)의 거의 전체를 덮는 형상으로 되어 있다. 절연층(2)은, 인접하는 각형 전지(1)의 외장 캔(11)을 절연함과 함께, 인접하는 각형 전지(1)를 열적으로 차단한다. 따라서, 절연층(2)은, 플라스틱을 성형하여 제작된다. 단, 절연층은, 플라스틱을 대신하여, 고무 등의 절연재를 성형하여 제작할 수도 있다.The
절연층(2)은, 각형 전지(1)를 인서트 성형하여, 절연층(2)과 각형 전지(1)를 일체 구조의 전지 유닛(10)으로 하고 있다. 이 전지 유닛(10)은, 절연층(2)을 성형하는 금형의 성형실에 각형 전지(1)를 가고정하고, 성형실에 플라스틱을 주입하여 제작된다. 절연층(2)은, 도 6 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 각형 전지(1)의 외주면 전체와, 저면(1A)의 양단부를 커버하고, 각형 전지(1)의 상면 전체와, 저면(1A)의 양단부를 제외한 영역을 노출시키는 형상으로 성형된다.The insulating
또한, 절연층은, 도시하지 않았지만, 연질의 플라스틱이나 고무 등의 고무 형상 탄성체를 각형 전지의 외형을 따르는 형상으로 성형한 성형체로 구성하고, 이 성형체를 각형 전지의 표면에 장착하여 설치할 수도 있다. 이 절연층은, 예를 들어 고무 형상 탄성체로 성형된 성형체의 내형을 확장하는 상태로 하여 내측에 각형 전지를 삽입하고, 외장 캔의 표면에 탄성적으로 밀착하는 상태로 장착하여 각형 전지를 피복한다. 이에 의해, 절연층과 외장 캔을 일체적으로 형성하여, 절연층과 각형 전지를 일체 구조의 전지 유닛으로 할 수 있다. 이 절연층도, 각형 전지의 외주면 전체와, 저면의 양단부를 커버하고, 각형 전지의 상면 전체와, 저면의 양단부를 제외한 영역을 노출시키는 형상으로 할 수 있다.In addition, although not shown, the insulating layer may be formed of a molded body in which a rubber-like elastic body such as soft plastic or rubber is molded into a shape that conforms to the outline of the square battery, and the molded body may be mounted on the surface of the square battery. This insulating layer is, for example, in a state in which the inner mold of the molded body molded from a rubber-like elastic body is expanded, a rectangular battery is inserted inside, and is mounted in a state in which it is elastically in close contact with the surface of the exterior can to cover the rectangular battery. . Thereby, an insulating layer and an exterior can can be formed integrally, and an insulating layer and a square battery can be set as the battery unit of an integral structure. This insulating layer can also be made into the shape which covers the whole outer peripheral surface of a square battery, and both ends of a bottom face, and exposes the whole upper surface of a square battery and the area | region except the both ends of a bottom face.
도 6과 도 9의 절연층(2)은, 각형 전지(1)의 전극 단자(13)를 설치하고 있는 상면을 노출시키고 있다. 각형 전지(1)는, 상면의 밀봉판(12)에 전극 단자(13)나 안전 밸브(15)의 개구부(16)를 형성하고 있다. 밀봉판(12)의 표면을 노출시키고 있는 전지 유닛(10)은, 전극 단자(13)의 접속을 간단하게 할 수 있다. 또한 안전 밸브(15)의 개구부(16)를 폐색하지 않으므로, 안전 밸브(15)의 개구부(16)에 배출 덕트(도시하지 않음) 등을 연결할 수 있다.The insulating
절연층(2)은, 전지 유닛(10)의 적층면(17)의 중앙부를 커버하는 영역을, 적층면(17)의 외주부보다 두껍게 성형하여 후육부(21)를 형성하고 있다. 이 전지 유닛(10)은, 적층면(17)을 서로 밀착시키는 상태로 적층하고, 절연층(2)의 적층면(17)의 중앙부에 형성한 후육부(21)가 면 접촉 상태로 접촉하여, 각형 전지(1)의 대향면의 외주부가 강하게 가압되는 것을 방지할 수 있다.The insulating
또한, 절연층(2)과 각형 전지(1)를 일체 구조로 하는 전지 유닛(10)은, 절연층(2)을 끼워 맞춤 구조로 하여, 정위치에 적층되는 형상으로 되어 있다. 절연층(2)의 끼워 맞춤 구조는, 서로 인접하여 적층되는 전지 유닛(10)이 대향하는 적층면(17)에 대향하여 형성한 끼움 부착 볼록부(25)와 감입 오목부(26)로 구성하고 있다. 이 끼워 맞춤 구조는, 적층면(17)으로부터 돌출된 끼움 부착 볼록부(25)를, 대향하는 감입 오목부(26)에 안내하여 끼워 맞춤 상태로 연결한다. 단, 끼워 맞춤 구조는, 끼움 부착 볼록부를 안내하는 감입 오목부 대신에, 끼워 맞춤 구멍을 형성할 수도 있다.In addition, the
도 2와 도 3에 도시하는 전지 유닛(10)의 절연층(2)은, 한쪽의 적층면(17)에 끼움 부착 볼록부(25)를 형성하고, 다른 쪽의 적층면(17)에는 끼움 부착 볼록부(25)를 안내하는 감입 오목부(26)를 형성하고 있다. 즉, 도 2와 도 3에 있어서, 서로 인접하여 적층되는 전지 유닛(10)의 절연층(2)은, 서로 대향하는 적층면(17)의 한쪽에 끼움 부착 볼록부(25)를 형성하고, 다른 쪽에 이 끼움 부착 볼록부(25)를 안내하는 감입 오목부(26)를 형성하고 있다. 도면의 절연층(2)은, 한쪽의 적층면(17)에 복수의 끼움 부착 볼록부(25)를 형성함과 함께, 이 적층면(17)과 대향하는 적층면(17)에는, 이들 끼움 부착 볼록부(25)를 안내하는 복수의 감입 오목부(26)를 형성하고 있으며, 서로 적층되는 전지 유닛(10)의 위치와 자세를 특정할 수 있도록 하고 있다. 도면의 절연층(2)은, 서로 대향하는 적층면(17)으로서, 후육부(21)의 네 코너부에 위치하고, 끼움 부착 볼록부(25)와 감입 오목부(26)를 형성하고 있다.The insulating
도면에 도시하는 절연층(2)은, 끼움 부착 볼록부(25)의 외형을 원형으로 하고, 이 원형의 끼움 부착 볼록부(25)를 안내하는 감입 오목부(26)의 내형을 끼움 부착 볼록부(25)의 외형을 따르는 원 형상으로 하고 있다. 감입 오목부(26)의 내형은, 끼움 부착 볼록부(25)의 외형에 거의 동등하게 하거나, 혹은 약간 크게 하여, 끼움 부착 볼록부(25)를 감입 오목부(26)에 끼워 맞춤 상태로 연결할 수 있도록 하고 있다. 이와 같이, 원형의 끼움 부착 볼록부(25)를 감입 오목부(26)에 안내하여 위치 결정하는 끼워 맞춤 구조는, 적층면(17)에 복수의 끼움 부착 볼록부(25)와 감입 오목부(26)를 형성함으로써, 전지 유닛(10)의 위치와 자세를 특정하여 정위치에 적층할 수 있다. 단, 끼움 부착 볼록부와 감입 오목부는, 반드시 원형으로 할 필요는 없고, 다각 형상으로 할 수도 있다. 즉, 끼움 부착 볼록부의 외형을 다각 형상으로 하고, 감입 오목부의 내형을 이 끼움 부착 볼록부의 외형을 따르는 다각 형상으로 할 수도 있다. 이와 같이, 다각 형상의 끼움 부착 볼록부를 감입 오목부에 안내하여 위치 결정하는 끼워 맞춤 구조는, 적층면에, 하나 내지 복수의 끼움 부착 볼록부와 감입 오목부를 형성하여, 전지 유닛의 위치와 자세를 특정하여 정위치에 적층할 수 있다. 또한, 절연층의 끼워 맞춤 구조는, 끼움 부착 볼록부를 긴 돌기로 하고, 이 긴 돌기의 끼움 부착 볼록부를 안내하는 감입 오목부를 홈 형상으로 할 수도 있다. 이 끼워 맞춤 구조도 전지 유닛의 위치와 자세를 특정하면서 정위치에 적층할 수 있다.The insulating
이상의 끼워 맞춤 구조는, 도 10에 도시한 바와 같이, 인접하는 전지 유닛(10)끼리의 서로 대향하는 적층면(17)의 한쪽에 형성한 끼움 부착 볼록부(25)를, 다른 쪽에 형성한 감입 오목부(26)에 안내하여, 복수의 전지 유닛(10)을 정위치에 위치 결정하면서 적층한다. 또한, 서로 적층되는 전지 유닛(10)은, 도 10에 도시한 바와 같이, 서로 인접하는 전지 셀(1)끼리를 직렬로 접속하기 위해서, 인접하는 전지 셀(1)의 정부의 출력 단자(13)가 역방향으로 되도록, 전지 셀(1)을 교대로 좌우 반전하는 자세로 적층하고 있다. 따라서, 도 10에 있어서 상하에 위치하는 전지 유닛(10)과, 중간에 위치하는 전지 유닛(10)에서는, 전지 셀(1)의 정부의 출력 단자(13)의 배치에 대하여, 절연층(2)에 형성하는 끼움 부착 볼록부(25)와 감입 오목부(26)의 배열을 역회전시키고 있다.In the above fitting structure, as shown in FIG. 10, the fitting
또한, 절연층의 끼워 맞춤 구조는, 도 11에 도시하는 구조로 할 수도 있다. 도 11에 도시하는 끼워 맞춤 구조는, 한쪽의 적층면(17)의 양측에 위치하여 끼움 부착 볼록부(25)와 감입 오목부(26)를 형성함과 함께, 이 적층면(17)에 적층되는 다른 쪽의 적층면(17)의 양측의 대향 위치에, 감입 오목부(26)와 끼움 부착 볼록부(25)를 형성하고, 서로 대향하는 끼움 부착 볼록부(25)를 감입 오목부(26)에 안내하여 끼워 맞추게 하는 구조로 하고 있다. 도 11에 도시하는 전지 유닛(10)은, 절연층(42)이 대향하는 적층면(17)에 형성하는 끼움 부착 볼록부(25)와 감입 오목부(26)를, 평면에서 보아 점대칭의 배열로 되도록 각각 배치하고 있다. 이 구조는, 서로 인접하는 전지 셀(1)끼리 직렬로 접속하기 때문에, 인접하는 전지 셀(1)을 교대로 좌우 반전시켜 정부의 출력 단자(13)가 역방향으로 되도록 배치해도, 적층면(17)의 대향 위치에 배치되는 끼움 부착 볼록부(25)와 감입 오목부(26)를 동일한 배열로 할 수 있다. 따라서, 동일한 구조의 전지 유닛을 제조하고, 복수의 전지 셀(1)을 직렬로 접속할 수 있는 자세로, 즉 교대로 좌우 반전시키면서 적층할 수 있다.In addition, the fitting structure of an insulating layer can also be set as the structure shown in FIG. The fitting structure shown in FIG. 11 is located on both sides of one
또한, 절연층의 끼워 맞춤 구조는, 끼움 부착 볼록부와 감입 오목부로 이루어지는 이상의 구조에는 특정되지 않고, 예를 들어 도 12에 도시한 바와 같이, 절연층(52) 양측에 가이드편(27)을 설치하고, 이 가이드편(27)의 내측에 인접하는 전지 유닛(10)을 안내하는 형상으로 할 수도 있다. 도 12에 도시하는 절연층(52)은, 전지 유닛(10)의 양측면에 위치하고, 전지 유닛(10)의 적층 방향으로 돌출하는 가이드편(27)을 일체 성형하여 설치하고 있다. 도면의 절연층(52)은, 양측의 가이드편(27)을 일방향으로 돌출시키고 있고, 양측의 가이드편(27) 사이에 인접하는 전지 유닛(10)을 안내하여, 적층되는 전지 유닛(10)끼리의 좌우 방향의 위치 어긋남을 방지하고 있다. 또한, 도면에 도시하는 절연층(52)은, 인접하는 전지 유닛(10)의 가이드편(27)을 정위치에 연결하기 위해, 가이드편(27)을 안내하는 가이드 오목부(28)를 가이드편(27)에 대향하여 형성하고 있다. 이 가이드 오목부(28)에 좌우의 가이드편(27)을 안내하여, 적층되는 전지 유닛(10)끼리의 상하 방향의 위치 어긋남을 방지하고 있다. 또한, 도 12에 있어서, 서로 적층되는 전지 유닛(10)은, 서로 인접하는 전지 셀(1)끼리 직렬로 접속하기 위해, 인접하는 전지 셀(1)의 정부의 출력 단자(13)가 역방향으로 되도록, 전지 셀(1)을 교대로 좌우 반전하는 자세로 적층하고 있다. 따라서, 도 12에 있어서 상하에 위치하는 전지 유닛(10)과, 중간에 위치하는 전지 유닛(10)에서는, 전지 셀(1)의 정부의 출력 단자(13)의 배치에 대하여, 절연층(52)에 설치하는 가이드편(27)과 가이드 오목부(28)의 배열을 역회전시키고 있다.In addition, the fitting structure of an insulating layer is not specified to the above structure which consists of a convex part and a concave recessed part to fit, For example, as shown in FIG. 12, the
또한, 절연층에 설치하는 가이드편은, 도 13에 도시하는 구조로 할 수도 있다. 도 13에 도시하는 절연층(62)은, 전지 유닛(10)의 각 측면에 있어서, 서로 역방향으로 돌출된 가이드편(27)을 상하에 인접하여 설치함과 함께, 전지 유닛(10)의 양측면에 설치하는 가이드편(27)끼리, 평면에서 보아 점대칭의 자세가 되도록 각각 배치하고 있다. 이에 의해, 서로 적층되는 전지 유닛(10)끼리는, 상하에 위치하여 대향하는 가이드편(27)끼리를 서로 접촉시킴으로써 상하의 위치 어긋남이 방지됨과 함께, 전지 유닛(10)의 양측면에 있어서 동일 방향으로 돌출하는 가이드편(27)에 협착되는 상태로 위치 결정되어, 좌우 방향의 위치 어긋남이 방지된다. 또한, 이 구조는, 서로 인접하는 전지 셀(1)끼리를 직렬로 접속하기 위해, 인접하는 전지 셀(1)을 교대로 좌우 반전시켜 정부의 출력 단자(13)가 역방향으로 되도록 배치해도, 전지 유닛(10)의 양측면의 대향 위치에 배치되는 가이드편(27)을 동일한 배열로 할 수 있다. 따라서, 동일한 구조의 전지 유닛을 제조하여, 복수의 전지 셀(1)을 직렬로 접속할 수 있는 자세로, 즉 교대로 좌우 반전시키면서 적층할 수 있다.In addition, the guide piece provided in an insulating layer can also be set as the structure shown in FIG. In each of the side surfaces of the
또한, 본 발명의 전원 장치는, 절연층의 끼워 맞춤 구조를, 이상의 구조에는 특정하지 않는다. 절연층의 끼워 맞춤 구조는, 서로 인접하여 적층되는 전지 유닛을 위치 어긋남이 없도록 끼워 맞출 수 있는 다른 모든 형상으로 할 수 있다.In addition, the power supply device of the present invention does not specify the fitting structure of the insulating layer to the above structure. The fitting structure of the insulating layer can be made into any other shape in which the battery units stacked adjacent to each other can be fitted so that there is no misalignment.
절연층(2)은, 도 3과 도 6에 도시한 바와 같이, 냉각 플레이트(4)와의 대향면인 저면에, 외장 캔(11)을 노출시키는 개구부(22)를 형성하고 있다. 이 개구부(22)에 절연성의 열전도 시트(6)를 배치하고, 외장 캔(11)을 열전도 시트(6)를 개재하여 냉각 플레이트(4)에 열결합 상태로 연결하고 있다. 도 3과 도 6의 절연층(2)은, 외장 캔(11)의 저면(1A)의 양단부를 커버하는 커버부(23)를 갖고, 이 커버부(23) 사이에 개구부(22)를 형성하고 있다. 커버부(23)의 두께는, 열전도 시트(6)의 두께와 동등하고, 커버부(23)와 열전도 시트(6) 양쪽을 냉각 플레이트(4)의 표면에 밀착시키고 있다. 이 구조는, 커버부(23)를 얇게 하여 열전도 시트(6)를 얇게 하고, 커버부(23)를 두껍게 하여 열전도 시트(6)를 두껍게 한다. 열전도 시트(6)는, 얇게 함으로써 각형 전지(1)를 더 효과적으로 냉각 플레이트(4)에 의해 냉각할 수 있다. 단, 열전도 시트가 지나치게 얇으면 충분한 강도를 실현하는 것이 어려워지므로, 바람직하게는 열전도 시트의 두께는 0.5mm 내지 1.5mm 정도로 한다.As shown in FIG. 3 and FIG. 6, the insulating
또한, 커버부(23)는, 도 6의 일부를 확대한 단면도에 도시한 바와 같이, 개구부(22)와의 경계에 위치하는 경계면(24)을, 각형 전지(1)의 저면(1A)으로부터 냉각 플레이트(4)와의 접촉면을 향하여 개구 면적을 크게 하도록 경사져 있는 경사면으로 하고 있다. 이 구조는, 절연층(2)의 개구부(22)에 배치하는 열전도 시트(6)를, 각형 전지(1)의 저면(1A)과 냉각 플레이트(4)에 의해 협착하고, 가압하여 변형할 수 있는 열전도 시트(6)를 냉각 플레이트(4)의 표면을 따라 확대 개방시키면서 밀착할 수 있다. 이로 인해, 열전도 시트(6)를 냉각 플레이트(4)에 보다 넓은 면적에서 확실하게 밀착시켜, 보다 바람직한 열결합 상태로 할 수 있다. 이로 인해, 냉각 플레이트(4)로써, 각각의 각형 전지(1)를 효율적으로 온도차가 적어지도록 냉각할 수 있다.In addition, as shown in the enlarged sectional view of a part of FIG. 6, the
열전도 시트(6)는, 전지 블록(3)의 각형 전지(1)와 냉각 플레이트(4) 사이에서 압축되어 변형되고, 각형 전지(1)의 저면(1A)과 냉각 플레이트(4)의 양면에 면 접촉 상태로 밀착한다. 열전도 시트(6)는, 그 표면에 실리콘 오일 등의 절연성의 열전도 페이스트를 도포함으로써, 각형 전지(1)의 저면(1A)과 냉각 플레이트(4)의 표면에 보다 확실하게 안정되게 면 접촉 상태로 밀착시킬 수도 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 각형 전지의 저면을 노출시키는 개구부에 열전도 페이스트를 충전하고, 열전도 페이스트를 개재하여 각형 전지의 저면을 냉각 플레이트에 열결합 상태로 연결할 수도 있다. 이 구조는, 반드시 열전도 시트를 사용하지는 않으며, 열전도 페이스트만으로 각형 전지를 냉각 플레이트의 표면에 열결합 상태로 연결할 수 있다.The heat
이상의 전원 장치는, 열전도 시트(6)나 열전도 페이스트를 개재하여 각각의 각형 전지(1)의 저면(1A)을 확실하게 안정되게 냉각 플레이트(4)에 열결합 상태로 연결하여, 각각의 각형 전지(1)를 온도차가 적어지도록 효율적으로 냉각할 수 있다. 단, 본 발명의 전원 장치는, 각형 전지의 저면을 노출시키지 않고 절연층으로 커버하고, 냉각 플레이트의 표면에 열결합 상태로 연결할 수도 있다.The power supply device described above connects the
적층되는 복수의 전지 유닛(10)은, 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이 적층하고 있는 전지 유닛(10)의 양단부면에 배치되는 한 쌍의 엔드 플레이트(7)와, 이 엔드 플레이트(7)에, 단부를 연결하고 있는 연결 부재(8)에 의해 적층 상태로 고정된다.The plurality of
엔드 플레이트(7)는, 경질의 플라스틱으로 성형되거나, 혹은 알루미늄이나 그의 합금 등의 금속으로 제작된다. 엔드 플레이트(7)는, 넓은 면적에서 전지 유닛(10)을 협착하기 위해, 그 외형을 전지 유닛(10)과 동일한 사각형으로 하고 있다. 사각형의 엔드 플레이트(7)는, 전지 유닛(10)과 동일한 크기로, 혹은 전지 유닛(10)보다 조금 크게 하고 있다. 또한, 엔드 플레이트(7)는, 전지 유닛(10)과의 적층면(17)을 끼워 맞춤 구조로 함으로써, 전지 유닛(10)과 위치 어긋남이 없도록 연결할 수 있다. 이 끼워 맞춤 구조는, 전술한 전지 유닛(10)의 끼워 맞춤 구조와 동일한 구조로 할 수 있다. 도 2와 도 3에 도시하는 엔드 플레이트(7)는, 전지 유닛(10)의 적층면(17)에 형성한 끼움 부착 볼록부(25)와 대향하는 위치에, 이 끼움 부착 볼록부(25)를 안내하는 감입 오목부(26)를 형성함과 함께, 전지 유닛(10)의 적층면(17)에 형성한 감입 오목부(26)와 대향하는 위치에, 이 감입 오목부(26)에 안내되는 끼움 부착 볼록부(25)를 형성하고 있다. 이상의 전원 장치는, 전지 유닛(10)과 엔드 플레이트(7)의 적층면(17)에 대향하여 형성한 끼움 부착 볼록부(25)와 감입 오목부(26)를 끼워 맞추게 하여 위치 어긋남없는 상태로 고정된다. 또한, 전지 유닛과 엔드 플레이트의 끼워 맞춤 구조는, 도시하지 않았지만, 양측에 설치한 가이드편으로 구성할 수도 있다. 단, 반드시 전지 유닛의 끼워 맞춤 구조와 동일한 구조로 할 필요는 없으며, 전지 유닛과 엔드 플레이트를 위치 어긋남이 없도록 끼워 맞출 수 있는 모든 형상으로 할 수 있다.The
엔드 플레이트(7)에는, 금속 밴드(8A)로 이루어지는 연결 부재(8)의 단부가 연결된다. 금속 밴드(8A)는, 고정 나사(8B)를 개재하여 엔드 플레이트(7)에 연결되어 있다. 고정 나사(8B)로 금속 밴드(8A)를 연결하는 엔드 플레이트(7)는, 고정 나사(8B)를 비틀어 넣는 암나사 구멍(7a)을 형성하고 있다. 암나사 구멍(7a)은, 엔드 플레이트(7)의 외측 표면에 형성되어, 금속 밴드(8A)의 양단부에 형성한 절곡부(8a)를 관통하는 고정 나사(8B)를 비틀어 넣어 금속 밴드(8A)를 연결한다. 도면의 금속 밴드(8A)는, 고정 나사(8B)로 엔드 플레이트(7)에 고정하고 있지만, 금속 밴드의 단부를 내측으로 구부려 엔드 플레이트에 연결하거나, 혹은 단부를 코킹하여 엔드 플레이트에 연결할 수도 있다.To the
도 1 내지 도 3의 전원 장치는, 전지 유닛(10)의 상단부를 따라 배치되는 금속 밴드(8A)와, 전지 유닛(10)의 하단부를 따라 배치되는 금속 밴드(8A)를 엔드 플레이트(7)에 연결하고 있다. 이 전원 장치는, 엔드 플레이트(7)의 상단부와 하단부이며, 외측 표면의 양측부에 암나사 구멍(7a)을 형성하고 있다. 이 전원 장치는, 전지 유닛(10)의 상하를 금속 밴드(8A)로 고정한다. 전원 장치는, 도시하지 않았지만, 금속 밴드를 상하의 중간이며, 중앙부의 상하에 배치할 수도 있다. 금속 밴드(8A)의 단부를 고정 나사(8B)로 고정하는 엔드 플레이트(7)는, 암나사 구멍(7a)을 금속 밴드(8A)의 연결 위치에 형성하고 있다.1 to 3, the
금속 밴드(8A)는, 소정의 두께의 금속판을 소정의 폭으로 가공하여 제작된다. 금속 밴드(8A)는, 단부를 엔드 플레이트(7)에 연결하고, 한 쌍의 엔드 플레이트(7)를 연결하고, 그 사이에 복수의 전지 유닛(10)을 압축 상태로 유지한다. 금속 밴드(8A)는, 한 쌍의 엔드 플레이트(7)를 소정의 치수로 고정하고, 그 사이에 적층되는 각형 전지(1)와 절연층(2)을 소정의 압축 상태로 고정한다. 각형 전지(1)의 팽창 압력으로 금속 밴드(8A)가 늘어나면, 각형 전지(1)의 팽창을 저지할 수 없다. 따라서, 금속 밴드(8A)에는, 각형 전지(1)의 팽창압으로 신장하지 않는 강도의 금속판, 예를 들어 SUS304 등의 스테인리스판이나 강판 등의 금속판을 충분한 강도를 갖는 폭과 두께로 가공하여 제작된다. 또한, 금속 밴드는, 금속판을 홈형으로 가공할 수도 있다. 이 형상의 금속 밴드는, 굽힘 강도를 강하게 할 수 있으므로, 폭을 좁게 하면서, 적층하는 각형 전지를 확실히 소정의 압축 상태로 고정할 수 있는 특징이 있다.8A of metal bands are produced by processing the metal plate of predetermined thickness to predetermined width. The
금속 밴드(8A)는, 단부에 절곡부(8a)를 형성하고, 절곡부(8a)를 엔드 플레이트(7)에 연결한다. 절곡부(8a)는, 고정 나사(8B)의 관통 구멍을 형성하고, 여기에 삽입되는 고정 나사(8B)를 개재하여 엔드 플레이트(7)에 고정된다.The
냉각 플레이트(4)는, 도 1 내지 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이 내부에 냉매를 순환시키는 냉매로(31)를 형성하고 있다. 냉매로(31)는, 프레온이나 탄산 가스 등의 냉매가 액상으로 공급되어, 내부에서 냉매를 기화시켜 기화열로 냉각 플레이트(4)를 냉각한다. 이 냉각 플레이트(4)는, 냉매로(31)를 냉각 기구(5)에 연결하고 있다.The
냉각 기구(5)는, 도 1에 도시한 바와 같이 냉매로(31)에 의해 기화된 기체 상태의 냉매를 가압하는 압축기(36)와, 이 압축기(36)에 의해 압축된 냉매를 냉각하여 액화시키는 냉각 열교환기(37)와, 이 냉각 열교환기(37)에 의해 액화된 냉매를 냉매로(31)에 공급하는 팽창 밸브(38)를 구비한다. 팽창 밸브(38)를 통하여 공급되는 액상의 냉매는, 냉각 플레이트(4) 내의 냉매로(31)에 의해 기화되고, 기화열에 의해 냉각 플레이트(4)를 냉각하여 냉각 기구(5)에 배출된다. 따라서, 냉매는 냉각 플레이트(4)의 냉매로(31)와 냉각 기구(5)에 순환되어, 냉각 플레이트(4)를 냉각한다. 이 냉각 기구(5)는, 냉매의 기화열에 의해 냉각 플레이트(4)를 저온으로 냉각하지만, 냉각 플레이트는, 기화열에 의하지 않고 냉각할 수도 있다. 이 냉각 플레이트는, 냉매로에는 저온으로 냉각된 브라인 등의 냉매를 공급하여, 냉매의 기화열이 아니어도, 저온의 냉매에 의해 직접 냉각 플레이트를 냉각한다.The
냉각 기구(5)는, 각형 전지(1)의 온도를 검출하는 온도 센서(도시하지 않음)에 의해 냉각 플레이트(4)의 냉각 상태를 컨트롤한다. 즉, 각형 전지(1)의 온도가 미리 설정되어 있는 냉각 개시 온도보다 높아지면, 냉각 플레이트(4)에 냉매를 공급하여 냉각하고, 각형 전지(1)가 냉각 정지 온도보다 낮아지면, 냉각 플레이트(4)에의 냉매의 공급을 정지하여, 각형 전지(1)를 미리 설정되어 있는 온도 범위로 컨트롤한다.The
이상의 전원 장치는, 차량 탑재용의 전원으로서 이용할 수 있다. 전원 장치를 탑재하는 차량으로서는, 엔진과 모터 모두로 주행하는 하이브리드 자동차나 플러그인 하이브리드 자동차, 혹은 모터만으로 주행하는 전기 자동차 등의 전동 차량을 이용할 수 있고, 이들의 차량의 전원으로서 사용된다.The above power supply device can be used as a vehicle power supply. As a vehicle on which the power supply device is mounted, an electric vehicle such as a hybrid car, a plug-in hybrid car, or an electric car running only with a motor can be used, and is used as a power source for these vehicles.
도 14는, 엔진과 모터 모두로 주행하는 하이브리드 자동차에 전원 장치를 탑재하는 예를 도시한다. 이 도면에 도시하는 전원 장치(90)를 탑재한 차량(HV)은, 차량(HV)을 주행시키는 엔진(96) 및 주행용의 모터(93)와, 모터(93)에 전력을 공급하는 전원 장치(90)와, 전원 장치(90)의 전지를 충전하는 발전기(94)를 구비하고 있다. 전원 장치(90)는, DC/AC 인버터(95)를 개재하여 모터(93)와 발전기(94)에 접속하고 있다. 차량(HV)은, 전원 장치(90)의 전지를 충방전하면서 모터(93)와 엔진(96) 모두로 주행한다. 모터(93)는, 엔진 효율이 나쁜 영역, 예를 들어 가속 시나 저속 주행 시에 구동되어 차량을 주행시킨다. 모터(93)는, 전원 장치(90)로부터 전력이 공급되어 구동한다. 발전기(94)는, 엔진(96)으로 구동되거나, 혹은 차량에 제동을 가할 때의 회생 제동에 의해 구동되어, 전원 장치(90)의 전지를 충전한다.Fig. 14 shows an example in which a power supply device is mounted in a hybrid vehicle that runs with both an engine and a motor. The vehicle HV equipped with the
또한, 도 15는, 모터만으로 주행하는 전기 자동차에 전원 장치를 탑재하는 예를 도시한다. 이 도면에 도시하는 전원 장치(90)를 탑재한 차량(EV)은, 차량(EV)을 주행시키는 주행용의 모터(93)와, 이 모터(93)에 전력을 공급하는 전원 장치(90)와, 이 전원 장치(90)의 전지를 충전하는 발전기(94)를 구비하고 있다. 전원 장치(90)는, DC/AC 인버터(95)를 개재하여 모터(93)와 발전기(94)에 접속하고 있다. 모터(93)는, 전원 장치(90)로부터 전력이 공급되어 구동한다. 발전기(94)는, 차량(EV)를 회생 제동할 때의 에너지로 구동되어, 전원 장치(90)의 전지를 충전한다.15 shows an example in which a power supply device is mounted in an electric vehicle that runs only by a motor. The vehicle EV equipped with the
또한, 본 발명은, 전원 장치의 용도를, 차량을 주행시키는 모터의 전원에는 특정하지 않는다. 본 발명의 전원 장치는, 태양광 발전이나 풍력 발전 등에 의해 발전된 전력으로 전지를 충전하여 축전하는 축전 장치용의 전원으로서 사용할 수 있거나, 혹은 야간의 심야 전력을 이용하여 전지를 충전하여 축전하는 축전 장치용의 전원으로서 사용할 수도 있다. 심야 전력으로 충전되는 전원 장치는, 발전소의 잉여 전력인 심야 전력으로 충전하였다가, 전력 부하가 커지는 낮에 전력을 출력하여, 낮의 피크 전력을 작게 제한할 수 있다. 또한, 전원 장치는, 태양 전지의 출력과 심야 전력 모두로 충전하는 전원으로서도 사용할 수 있다. 이 전원 장치는, 태양 전지에 의해 발전되는 전력과 심야 전력 모두를 유효하게 이용하여, 날씨나 소비 전력을 고려하면서 효율적으로 축전할 수 있다.In addition, this invention does not identify the use of a power supply device to the power supply of the motor which drives a vehicle. The power supply device of the present invention can be used as a power source for a power storage device that charges and accumulates a battery with electric power generated by solar power generation, wind power generation, or the like, or a power storage device that charges and stores a battery by using night power at night. It can also be used as a power supply for the dragon. The power supply device charged with the late night power can be charged with the late night power, which is the surplus power of the power plant, and output power during the day when the power load increases, thereby limiting the low peak power of the day. Moreover, a power supply device can also be used as a power supply which charges with both the output of a solar cell and night power. This power supply device can effectively use both electric power generated by a solar cell and late night electric power, and can efficiently accumulate electricity while taking weather and power consumption into consideration.
도 16에 도시하는 축전 장치는, 상용 전원의 심야 전력이나 태양 전지 등의 충전용 전원(85)에 의해 전원 장치(80)의 전지를 충전하고, 전원 장치(80)의 전지를 방전하여 부하(81)의 DC/AC 인버터(82)에 전력을 공급한다. 이로 인해, 도면의 축전 장치는, 충전 모드와 방전 모드를 구비한다. 충전용 전원(85)은, 충전 스위치(86)를 개재하여 전원 장치(80)에 접속되어 있고, DC/AC 인버터(82)는, 방전 스위치(84)를 개재하여 전원 장치(80)에 접속되어 있다. 방전 스위치(84) 및 충전 스위치(86)의 ON/OFF는, 전원 장치(80)의 제어 회로(87)에 의해 전환된다. 충전 모드에서, 제어 회로(87)는 충전 스위치(86)를 ON으로, 방전 스위치(84)를 OFF로 전환하여, 충전용 전원(85)으로부터 공급되는 전력으로 전원 장치(80)의 전지를 충전한다. 전원 장치(80)는, 충전이 완료되어 만충전이 되거나, 혹은 소정값 이상의 용량이 충전되면, 제어 회로(87)가 충전 스위치(86)를 OFF로 전환하여 충전을 정지한다. 또한, 방전 모드에서, 제어 회로(87)는, 방전 스위치(84)를 ON으로, 충전 스위치(86)를 OFF로 전환하여, 전원 장치(80)로부터 부하(81)로 전력을 공급한다. 전원 장치(80)로부터 전력이 공급되는 부하(81)는, DC/AC 인버터(82)를 통하여 전원 장치(80)로부터의 전력을 전기 기기(83)에 공급한다. 전원 장치(80)는, 전지의 잔류 용량이 소정의 용량까지 저하하면, 제어 회로(87)가 방전 스위치(84)를 OFF로 전환하여 방전을 정지한다. 또한, 축전 장치는, 필요에 따라 충전 스위치(86)와 방전 스위치(84) 모두를 ON으로 하여, 부하(81)에의 전력 공급과, 전원 장치(80)에의 충전을 동시에 행할 수도 있다. The power storage device shown in FIG. 16 charges the battery of the
이상과 같은 축전 장치는, 컴퓨터 서버의 랙에 탑재 가능한 백업 전원, 휴대 전화 등의 무선 기지국용의 백업 전원, 가정용 또는 공장용의 축전용 전원, 가로등의 전원, 신호기나 도로용의 교통 표시기 등의 전원 등의 용도로 적절하게 이용할 수 있다.The above power storage devices include backup power supplies that can be mounted in racks of computer servers, backup power supplies for wireless base stations such as mobile phones, power supplies for home or factory storage, power supplies for street lamps, traffic signals for traffic signals and roads. It can use suitably for uses, such as a power supply.
1: 각형 전지
1A: 저면
1B: 주면
2, 42, 52, 62: 절연층
3: 전지 블록
4: 냉각 플레이트
5: 냉각 기구
6: 열전도 시트
7: 엔드 플레이트
7a: 암나사 구멍
8: 연결 부재
8A: 금속 밴드
8a: 절곡부
8B: 고정 나사
10: 전지 유닛
11: 외장 캔
12: 밀봉판
13: 전극 단자
14: 절연재
15: 안전 밸브
16, 22: 개구부
17: 적층면
21: 후육부
23: 커버부
24: 경계면
25: 끼움 부착 볼록부
26: 감입 오목부
27: 가이드편
28: 가이드 오목부
31: 순환로
36: 압축기
37: 냉각 열교환기
38: 팽창 밸브
80, 90: 전원 장치
81: 부하
82, 95: DC/AC 인버터
83: 전기 기기
84: 방전 스위치
85: 충전용 전원
86: 충전 스위치
87: 제어 회로
93: 모터
94: 발전기
96: 엔진
EV, HV: 차량 1: square battery
1A: bottom
1B: Jumyeon
2, 42, 52, 62: insulation layer
3: battery block
4: cooling plate
5: cooling appliance
6: heat conduction sheet
7: end plate
7a: female thread hole
8: connection member
8A: metal band
8a: bend
8B: set screw
10: battery unit
11: exterior cans
12: sealing plate
13: electrode terminal
14: insulation material
15: safety valve
16, 22: opening
17: laminated surface
21: thick meat
23: cover part
24: boundary
25: fitting convex part
26: indentation recess
27: Guide
28: guide recess
31: circuit
36: compressor
37: cooling heat exchanger
38: expansion valve
80, 90: power supply
81: load
82, 95: DC / AC inverter
83: electrical appliances
84: discharge switch
85: rechargeable power source
86: charge switch
87: control circuit
93: motor
94: generator
96: engine
EV, HV: Vehicle
Claims (12)
상기 절연층(2, 42, 52, 62)은, 서로 끼워 맞추는 끼워 맞춤 구조에 의해 정위치에 적층되는 형상임과 함께, 상기 외장 캔(11)과 일체로 형성되고,
상기 전지 블록(3)은, 상기 절연층(2, 42, 52, 62)과 상기 각형 전지(1)가 일체 구조로 된 전지 유닛(10)을, 복수 적층하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 전력용의 전원 장치.The battery block 3 which insulates the several square battery 1 provided with the exterior can 11 which has electroconductivity with the insulating layers 2, 42, 52, and 62, and arrange | positions in a laminated state, and this battery block On the bottom face of (3), it is arrange | positioned to each square battery 1 in the thermal bonding state, The cooling plate 4 which forcibly cools each square battery 1 from a bottom surface, and this cooling plate 4 are cooled It is a power supply device for electric power provided with the cooling mechanism 5 to
The insulating layers 2, 42, 52, and 62 are formed to be integrally formed with the exterior can 11 while being stacked in place by a fitting structure that fits each other.
The battery block 3 is configured by stacking a plurality of battery units 10 in which the insulating layers 2, 42, 52, 62 and the square battery 1 are integrally formed. Dragon power supply.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020120055220A KR20120132382A (en) | 2011-05-25 | 2012-05-24 | Power supply apparatus for electric power and vehicle equipped with power supply appratus |
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ID=47516054
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20140147555A (en) * | 2013-06-20 | 2014-12-30 | 주식회사 엘지화학 | Battery Module of Improved Safety and Battery Pack Comprising the Same |
WO2017052050A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 주식회사 엘지화학 | Battery module, battery pack comprising battery module, and vehicle comprising battery pack |
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CN109786887A (en) * | 2017-11-13 | 2019-05-21 | 福特全球技术公司 | The heat exchanger plate and heat exchanger plate assemble method of vehicle battery group |
-
2012
- 2012-05-24 KR KR1020120055220A patent/KR20120132382A/en not_active Application Discontinuation
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WO2017052050A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 주식회사 엘지화학 | Battery module, battery pack comprising battery module, and vehicle comprising battery pack |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |