WO2015037438A1 - 集合電池用容器 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a container for an assembled battery for housing the assembled battery.
  • a heat insulating container constituting an assembly battery container of a sodium-sulfur battery (hereinafter referred to as a NaS battery) as a high-temperature secondary battery is composed of a container body having an upper opening and a lid body fitted into the opening. It consists of and.
  • a heat insulating container an assembled battery in which a large number of single cells are connected in a predetermined arrangement is accommodated. Electrodes are provided through one side and the other side of the heat insulating container, and these electrodes are connected to both ends of the battery assembly.
  • this NaS battery operates at about 300 ° C., it is necessary to raise the temperature to that temperature, and it is also necessary to maintain the operating temperature to charge and discharge the battery. In addition, it is necessary to make the temperature distribution in the heat insulating container uniform in order to fully draw out the cell characteristics. For this reason, an electric heater is installed at the bottom of the heat insulating container, and the temperature inside the heat insulating container is controlled by the heater (see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-283215 and 8-78051).
  • An object of the present invention is to provide a container for an assembled battery that can also detect a failure due to disconnection of a heater or a disconnection of a heater wire due to a failure of a single battery at an early stage.
  • a container for an assembled battery according to the present invention has an opening on an upper surface thereof, a box body in which the assembled battery is stored, a lid body that closes the opening of the box body, and a container body that is installed in the box body
  • a plurality of heater sections, and among the plurality of heater sections, a plurality of heaters constituting at least one heater section are connected in series.
  • the heater units of the plurality of systems include a first heater unit installed at a bottom of the box and a second heater unit installed on a side wall of the box, A plurality of heaters constituting at least one heater portion among one heater portion and the second heater portion may be connected in series.
  • a plurality of heaters constituting the first heater unit may be connected in series, and a plurality of heaters constituting the second heater unit may be connected in series.
  • the plurality of heaters constituting each of the plurality of system heaters includes a heater wire wired in the box, a + side heater wire connected to a + terminal of the heater wire, And a negative heater wiring connected to the negative terminal of the heater wire.
  • the heater unit having a plurality of heaters connected in series among the heater units of the plurality of systems is connected in series with the + side heater wiring of the heater located at one end of the series connection.
  • the negative heater wiring of the heater located at the other end of the heater may be connected to a power source.
  • a terminal block installed outside the box body, the terminal block corresponding to each of the heaters, and a plurality of + side connection terminals to which the + side heater wiring is connected, respectively.
  • a plurality of -side connection terminals to which the -side heater wiring is connected respectively, and a + side connection terminal and the -side connection respectively corresponding to the plurality of heaters connected in series One or more jumper wires that electrically connect the terminals may be included.
  • the terminal block has a + side power terminal connected to the + terminal of the power source and a ⁇ side power terminal connected to the ⁇ terminal of the power source.
  • the + side connection terminal to which the + side heater wiring of the heater located at one end of the series connection is connected and the + side power supply terminal are electrically connected and connected in series.
  • the -side connection terminal to which the -side heater wiring of the heater located at the other end of the series connection is connected and the -side power supply terminal are electrically connected. Also good.
  • the wiring route can be simplified, the efficiency of wiring work can be improved, and the life of the heater wire can be extended, and the heater It is also possible to detect a failure due to a wire breakage or a heater wire breakage due to a cell failure early.
  • FIG. 7A is a plan view showing the heater as viewed from above, and FIG. 7B is a front view of the heater.
  • FIG. 7B is a front view of the heater.
  • FIG. 8A is a plan view showing a state in which the heater wire is inserted into the insertion hole of the insulating interval holding plate as viewed from above
  • FIG. 8B is a plan view showing a state in which the heater wire is supported by the support hole as seen from above.
  • FIG. 9A is a plan view showing a state in which the heater wire is connected to the terminal board as viewed from above
  • FIG. 9B is a plan view showing a part of FIG. 9A in an enlarged manner.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view showing a portion where a heater wire is fixed by caulking
  • FIG. FIG. 11A is a plan view showing the insulating thin plate as viewed from above
  • 11B is a front view showing the mounting bracket. It is an equivalent circuit diagram which shows the wiring form of a 1st heater part and a 2nd heater part. It is a figure which shows the connection relation of the heater wiring from the 1st heater-the 6th heater in this Embodiment, and the connection terminal of a terminal block, a power supply terminal, and a jumper wire. It is an equivalent circuit diagram which shows the wiring form of the 1st heater part in a comparative example, and a 2nd heater part.
  • the assembled battery container 10 has a substantially rectangular shape when viewed from above, and is, for example, a vacuum insulation design specification placed on a base 12 made of, for example, steel as shown in FIG. And a lid body 16 having, for example, atmospheric heat insulation design specifications for closing the opening of the box body 14.
  • an assembled battery 20 made up of a large number of single cells 18 is accommodated in the box body 14.
  • the unit cell 18 has, for example, a cylindrical shape, and is accommodated in the box body 14 with the axial direction facing the vertical direction.
  • quartz sand is filled in the gap between the box body 14 and the assembled battery 20 as fire extinguishing sand so as to cope with damage to the unit cell 18, abnormal heating, or leakage of the active material.
  • the box body 14 has a shape close to a rectangular parallelepiped, for example, has four side walls and a bottom wall, and has an upper surface opening.
  • the box body 14 is made of, for example, a plate material made of stainless steel, and is formed in a box shape having a hollow portion 22 itself.
  • the hollow portion 22 is a hermetically sealed space, and has a structure in which the hollow portion 22 and the external space can communicate with each other by a vacuum valve (not shown).
  • the hollow portion 22 is loaded with a porous vacuum heat insulation board 24 in which glass fibers are solidified into a plate shape with an adhesive, and the box body 14 has a vacuum heat insulation structure.
  • the lid body 16 includes a ceiling wall 26 and a wall 28 and is installed so as to close the upper surface opening of the box body 14.
  • the lid 16 is made of a plate material made of, for example, stainless steel like the box 14.
  • a heat insulating material layer (not shown) for obtaining a necessary minimum heat insulating property is disposed on the inner surface side (lower surface side).
  • the hollow portion 30 is filled with at least two or more removable heat insulating plates 32.
  • the assembled battery container 10 has only the lid 16 (upper surface) having an air insulation structure, and the amount of heat released from the upper surface of the assembled battery container 10 can be controlled.
  • the cover 16 may adopt a vacuum heat insulating structure similarly to the box 14.
  • the positive electrode bus bar 36 which comprises a positive electrode external terminal, and the negative electrode external terminal are comprised in the outer surface (one outer surface) of the front 1st side wall 34a among four side walls.
  • a negative electrode bus bar 38 is installed.
  • the assembled battery 20 includes two or more blocks 44 connected in series from the positive electrode 40 toward the negative electrode 42.
  • Each block 44 is configured by connecting in parallel two or more circuits (strings 46) in which two or more single cells 18 are connected in series.
  • the positive electrode 40 includes a positive electrode bus bar 36 constituting a positive electrode external terminal and a positive electrode bus 48 which is a relay member.
  • the positive electrode bus 48 includes a positive electrode current collector 50, a positive electrode extension 52 and a positive electrode pole 54.
  • the negative electrode 42 includes a negative electrode bus bar 38 that constitutes a negative electrode external terminal and a negative electrode bus 56 that is a relay member.
  • the negative electrode bus 56 includes a negative electrode current collector 58, a negative electrode extension 60, and a negative electrode pole 62.
  • the positive electrode current collector 50 and the positive electrode extension 52 of the positive electrode 40 are accommodated in the accommodating space of the box body 14.
  • the positive pole 54 penetrates the first side wall 34a.
  • the positive electrode current collector 50 and the positive electrode extension 52 are configured by bending one conductive material (for example, a metal plate) at a right angle in the middle.
  • the positive electrode current collector 50 is disposed along the inner surface of the second side wall 34b, and the positive electrode extension 52 is disposed along the inner surface of the first side wall 34a.
  • the positive pole 54 is coupled to the positive electrode extension 52 in the housing space of the box body 14, and is coupled to the positive electrode bus bar 36 outside the box body 14.
  • the negative electrode current collector 58 and the negative electrode extension 60 are accommodated in the accommodating space.
  • the negative pole 62 penetrates the first side wall 34a.
  • the negative electrode current collector 58 and the negative electrode extension 60 are configured by bending one conductive material (for example, a metal plate) at a right angle in the middle.
  • the negative electrode current collector 58 is disposed along the inner surface of the third side wall 34c, and the negative electrode extension 60 is disposed along the inner surface of the first side wall 34a.
  • the negative pole 62 is coupled to the negative extension 60 in the accommodation space, and is coupled to the negative bus bar 38 outside the box body 14.
  • the positive electrode current collector 50 and the positive electrode extension part 52, and the negative electrode current collector part 58 and the negative electrode extension part 60 described above are made of metal plates, which reduces the electrical resistance of the positive electrode bus 48 and the negative electrode bus 56. Contribute. Of course, each of the positive electrode current collector 50 and the positive electrode extension 52, and the negative electrode current collector 58 and the negative electrode extension 60 may be a combination of two or more conductive parts. Further, the positive pole 54 and the negative pole 62 each having a pole shape contributes to the suppression of heat in and out through the positive pole 54 and the negative pole 62.
  • the box body 14 has a plurality of heater units 100.
  • the heater units 100 of a plurality of systems include a first heater unit 100A (see FIG. 2) installed at the bottom of the box body 14 and side walls (first side wall 34a to fourth side wall 34d) of the box body 14. And a second heater portion 100B installed in the.
  • FIG. 6 is a plan view showing the inside of the box body 14 from which the lid body 16 is removed as viewed from above, but the box body 14 is shown so that the positions of the first heater unit 100A and the second heater unit 100B can be seen. The notation of other members (the assembled battery 20 etc.) installed inside is omitted.
  • the first heater section 100A has two heaters (first heater 102a and second heater 102b) juxtaposed on the bottom of the box body 14.
  • the second heater unit 100B is installed along the third heater 102c installed along the first side wall 34a of the box, the fourth heater 102d installed along the second side wall 34b, and the third side wall 34c.
  • the fifth heater 102e and the sixth heater 102f installed along the fourth side wall 34d.
  • each of the first heater 102a to the sixth heater 102f has four heater wires 106 made of nichrome wire or iron chrome wire spiraled in the width direction on the outer peripheral surface of the core member 104 made of an insulating plate. It is wound and formed into a shape.
  • the core material 104 is formed of thin mica (mica).
  • Mounting holes 108 are provided at a plurality of locations on the periphery of the core member 104.
  • the core member 104 is formed by superposing two insulating plates 104a and 104b.
  • Each heater 102a to 102f has a wide area and is thin, so that the space can be used effectively.
  • the heaters 102a to 102f have good heating efficiency and excellent insulation. Even if one of the four heater wires 106 is cut, the remaining three can be heated, and the secondary battery is operated without any abnormality.
  • the heater wire 106 is wound around the core material 104.
  • the heat radiation amount at both ends of the long side is large. May be wound sparsely in the middle part.
  • the heaters 102a to 102f have higher heat generation at both ends of the box body 14. As a result, the internal temperature of the box 14 can be made more uniform.
  • the winding interval of the portion where the heater wire 106 is sparsely wound may be narrowed.
  • the overall length of the heater wire 106 is increased and the electrical resistance value is increased. Therefore, the value of the current flowing through the heater wire 106 can be reduced, and the heater wire 106 is less likely to be disconnected.
  • the heat distribution of the heaters 102a to 102f becomes more uniform, so that the internal temperature of the box body 14 can be made more uniform.
  • the winding interval of the heater wire 106 to a value close to the diameter of the unit cell 18, when the unit cell 18 breaks down, the effect is likely to affect the heater wire 106, and the unit cell 18 malfunctions early. Can be detected.
  • the insulating interval holding plate 110 has a plurality of insertion holes 112 arranged at regular intervals, and the heater wires 106 are inserted into the insertion holes 112 to prevent the heater wires 106 from being displaced.
  • mutual insulation is maintained.
  • the pair of terminal plates 114 (+ terminal 114a, ⁇ terminal 114b) are fixed to the core member 104, and as shown in FIG. 9A, FIG.
  • a caulking fixing portion 116 that is bent in an arc shape is provided. After the end portions of the heater wires 106 are caulked to the respective caulking fixing portions 116, the end portions of the heater wires 106 are fixed to the terminal plate 114 by welding.
  • the caulking portion 118 at the distal end portion of the terminal plate 114 is formed in an arc shape at the outer end of each terminal plate 114, and the heater wiring 120 (+ side heater wiring 120a, ⁇ side heater)
  • the heater wiring 120 is connected to the terminal board 114 by inserting and welding the end of the wiring 120b).
  • the heater wiring 120 is led out from the insertion hole 122 (hole for inserting a plurality of wirings in a hermetically sealed state) shown in FIG.
  • the support hole 124 that supports the heater wire 106 is formed at one end of the core member 104, and a plurality of locking portions 126 are drilled in the side edge.
  • Insulation interval holding plate 110 is also arranged on the other side wall side of core member 104 to prevent contact due to the displacement of heater wire 106 and maintain insulation.
  • two insulating thin plates 128 are overlapped on both sides of the core material 104, respectively, to prevent ground faults against the active material leakage of the unit cell 18. Is secured.
  • the insulating thin plate 128 is formed in a shape corresponding to the core member 104, and a plurality of mounting holes 130 are formed through the periphery thereof. Insulating thin plates 128 are disposed on both surfaces of the core member 104, and U-shaped mounting brackets 132 shown in FIG. 11B are inserted into the thin plate 128 and the mounting holes 108 of the core member 104, and the ends thereof are inserted.
  • Each member is integrally formed by being bent as shown by a two-dot chain line in FIG. 11B.
  • a thin aluminum heat equalizing plate 133 is disposed on the first heater 102a and the second heater 102b of the first heater unit 100A.
  • the heat generated by the heater is transferred to the end of the box 14 so that the end and the intermediate are soaked, and the heat of the intermediate generated during battery operation is transmitted to the end.
  • the third heater 102c to the sixth heater 102f arranged on the four side walls of the box body 14 supplementarily heat the inside of the box body 14 from the side surface, thereby further increasing the temperature inside the battery pack container 10. Increase temperature quickly and make temperature distribution uniform.
  • the box body 14 includes a plurality of thermometers for measuring the temperature in the box body 14, a block voltage, etc.
  • a plurality of voltmeters to measure are installed. Therefore, as shown in FIG. 1, a plurality of heater wires 120 for supplying power to the first heater 102a to the sixth heater 102f, a plurality of signal lines 134 from various voltmeters, and a plurality of signals from various thermometers
  • a plurality of wirings 138 including the signal lines 136 are wired inside and outside the battery assembly 10.
  • the terminal block 140 to which the plurality of wires 138 are connected is installed between the positive electrode bus bar 36 and the negative electrode bus bar 38 in the base 12. Further, a means for inserting a plurality of wires 138 between one of the positive electrode bus bar 36 and the negative electrode bus bar 38 (the positive electrode bus bar 36 in the example of FIG. 1) and the terminal block 140, in particular, a hermetically sealed state.
  • the insertion hole 122 for inserting the plurality of wirings 138 is provided.
  • the first heater 102a and the second heater 102b constituting the first heater unit 100A are connected in series between the + terminal and the ⁇ terminal of the first power supply 142A.
  • the third heater 102c to the sixth heater 102f constituting the second heater unit 100B are connected in series between the + terminal and the ⁇ terminal of the second power supply 142B.
  • a positive first heater wiring 120a1 is connected to a positive terminal 114a1 connected to one end of the first heater wire 106a.
  • the first heater wire 120b1 on the negative side is connected to the negative terminal 114b1 connected to the other end of the first heater wire 106a.
  • a positive heater is connected to the positive terminals 114a1 to 114a6 connected to one end of the heater wire (second heater wire 106b to sixth heater wire 106f), respectively.
  • first heater wiring 120a2 to sixth heater wiring 120a6) are connected, and negative terminals 114b1 to 114b6 connected to the other end of the heater wires (second heater wire 106b to sixth heater wire 106f).
  • the minus side heater wiring (the second side heater wiring 120b2 to the sixth heater wiring 120b6) is connected to the negative side.
  • the terminal block 140 corresponds to the first heater 102a to the sixth heater 102f, and is connected to the six positive connection terminals (the positive side first terminal) to which the first side heater wiring 120a1 to the sixth side heater wiring 120a6 are connected.
  • 6 connection terminals 144b6) are connected to the six positive connection terminals (the positive side first terminal) to which the first side heater wiring 120a1 to the sixth side heater wiring 120a6 are connected.
  • the terminal block 140 includes a positive first power supply terminal 146a1 connected to the positive terminal of the first power supply 142A for the first heater section 110A and a negative side first power supply terminal connected to the negative terminal of the first power supply 142A.
  • a power supply terminal 146b2 is a power supply terminal 146a1 connected to the positive terminal of the first power supply 142A for the first heater section 110A and a negative side first power supply terminal connected to the negative terminal of the first power supply 142A.
  • the terminal block 140 includes a first jumper wire 148a for connecting the first heater 102a and the second heater 102b in series, and a second jumper wire for connecting the third heater 102c and the fourth heater 102d in series. 148b, a third jumper line 148c for connecting the fourth heater 102d and the fifth heater 102e in series, and a fourth jumper line 148d for connecting the fifth heater 102e and the sixth heater 102f in series. .
  • first heater 102a and the second heater 102b constituting the first heater unit 100A are connected in series by the first jumper wire 148a, and the third heater 102c to the sixth heater 102f constituting the second heater unit 100B are The second jumper line 148b to the fourth jumper line 148d are connected in series.
  • the terminal block 140 is a heater (for example, the first heater 102a) located at one end of the series connection of the first heater 102a and the second heater 102b connected in series constituting the first heater unit 100A.
  • the + side first connection terminal 144a1 to which the + side first heater wiring 120a1 is connected and the + side first power supply terminal 146a1 are electrically connected.
  • the third heater wire 120a3 on the positive side of the third heater 102c is connected to the third side on the positive side.
  • the connection terminal 144a3 and the second power supply terminal 146a2 on the + side are electrically connected, and the sixth heater wiring 120b6 on the negative side of the sixth heater 102f is connected.
  • the sixth connection terminal 144b6 on the negative side and the negative side The second power supply terminal 146b2 is electrically connected.
  • the first heater 102a and the second heater 102b that constitute the first heater unit 100A are connected in series, and the third heater 102c to the sixth heater 102f that constitute the second heater unit 100B. Are connected in series.
  • first power source 142A and second power source 142B are connected to the first heater 102a and the second heater 102b constituting the first heater unit 100A, respectively.
  • the third heater 102c and the fourth heater 102d constituting the second heater unit 100B are connected in series, connected to the power source (third power source 142C), and the fifth heater 102e and the second heater unit 100B constituting the second heater unit 100B.
  • the sixth heater 102f is connected in series and connected to the power supply (fourth power supply 142D).
  • the power capacity is 3200 W, for example, 800 W is supplied to the first heater 102 a and the second heater 102 b, 400 W is supplied to the third heater 102 c and the fourth heater 102 d, and 400 W is supplied to the fifth heater 102 e and the sixth heater 102 f, respectively. Assume a case. At this time, if each power supply voltage of the first power supply 142A to the fourth power supply 142D is set to 200V, a current of 4A flows through the first heater 102a to the sixth heater 102f.
  • the number of power supplies can be reduced.
  • the first power supply 142A and the second power supply 142B are sufficient. For this reason, the wiring route is simplified, and the efficiency of wiring work can be improved.
  • the power supply voltage of the first power supply 142A is set to 400V, so that the current flowing through the first heater 102a and the second heater 102b 2A is enough.
  • the power supply voltage of the second power supply 142B is set to 400 V in order to apply a voltage of 100 V to the third heater 102c to the sixth heater 102f, the current flowing through the third heater 102c to the sixth heater 102f is increased. 2A is enough. In this way, since the current value can be kept low, the lifetimes of the first heater wire 106a to the sixth heater wire 106f wired to the first heater 102a to the sixth heater 102f can be extended.
  • the first heater 102a By the way, for example, when a breakage occurs in the heater wire (first heater wire 106a) of the first heater 102a due to, for example, failure of the unit cell 18 (leakage of active material, etc.) or other causes, in the comparative example, the first heater
  • the other second heater 102b to sixth heater 102f function as usual only by the fact that only 102a does not function. Therefore, for example, when a method of feedback controlling the temperature in the box 14 to a constant temperature based on information from a thermometer is adopted, the second heater 102b to the sixth heater 102f except the first heater 102a are used. By increasing the calorific value, the temperature in the box body 14 is maintained constant. In this case, it becomes difficult to detect a failure (such as leakage of active material) of the unit cell 18 and other failures at an early stage.
  • the first heater wire 106a or the second heater wire 106b when a break occurs in the heater wire (the first heater wire 106a or the second heater wire 106b) of the first heater 102a or the second heater 102b, the first heater 102a and the second heater 102b.
  • the entire first heater unit 100A including the heater 102b does not function. Therefore, it becomes difficult to maintain the temperature in the box 14 at a constant temperature, and based on the decrease in the temperature in the box 14, failure of the cell 18 (leakage of active material, etc.) and other failures are early. Can be detected.
  • the wiring route can be simplified, and the efficiency of the wiring work can be improved.
  • the life of the heater wire 106 can be extended, and a failure due to the disconnection of the heater wire 106 or a disconnection of the heater wire 106 due to a failure of the unit cell 18 can be detected at an early stage.
  • the heater wiring 120 connected to each terminal of the first heater 102a to the sixth heater 102f is connected to a terminal block 140 installed outside the box body 14.
  • the first heater 102a and the second heater 102b are connected in series, and the third heater 102c to the sixth heater 102f are connected in series.
  • the plurality of heaters 102 connected in series can be arbitrarily selected by simply changing the connection position of the jumper wire 148 connected to the terminal block 140. This eliminates the need for new construction of wiring paths and wiring work, and improves the efficiency of wiring work.
  • first heater unit 100A and second heater unit 100B have been mainly described, but the present invention can be easily applied to three or more heater units.
  • the battery assembly container according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can of course have various configurations without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

 本発明は、集合電池用容器に関する。上面に開口を有し、集合電池が収納される箱体と、箱体の開口を閉塞する蓋体と、箱体内に設置された複数系統のヒータ部とを有する。複数系統のヒータ部は、箱体の底部に設置された第1ヒータ部(100A)と、箱体の側壁に設置された第2ヒータ部(100B)とを有する。第1ヒータ部(100A)を構成する第1ヒータ(102a)及び第2ヒータ(102b)が直列に接続され、第2ヒータ部(100B)を構成する第3ヒータ(102c)~第6ヒータ(102f)が直列に接続されている。

Description

集合電池用容器
 本発明は、集合電池を収容するための集合電池用容器に関する。
 一般に、高温二次電池としてのナトリウム-硫黄電池(以下、NaS電池と記す)の集合電池用容器を構成する断熱容器は、上方が開口した容器本体と、その開口部に嵌着された蓋体とから構成されている。この断熱容器内には多数の単電池が所定の配列をもって接続された集合電池が収容されている。断熱容器の一側部と他側部には電極が貫設され、この電極は集合電池の両端に接続されている。
 このNaS電池は約300℃で動作するため、その温度まで昇温する必要があり、また電池を充放電させるためその動作温度に維持しておく必要もある。しかも、単電池特性を十分に引き出すため断熱容器内の温度分布を均一にする必要がある。このため、断熱容器内の底部等に電気ヒータが設置され、そのヒータにより、断熱容器内の温度が制御されている(特開平6-283215号公報及び特開平8-78051号公報参照)。
 ところで、1つのヒータだけでは断熱容器内の温度分布を均一にすることが困難であるため、断熱容器内の底部や内壁等にそれぞれ複数のヒータを設置して、断熱容器内の温度を制御することが考えられる。
 この場合、複数のヒータにそれぞれ電源を接続することが考えられるが、配線経路が複雑になり、配線作業の効率化にも限界が生じるおそれがある。また、ヒータ内に配線された電熱線(ヒータ線)の寿命を考慮する必要があるほか、ヒータ線の断線による故障や、単電池の故障によるヒータ線の断線を早期に検出する必要もある。
 本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、配線経路を簡潔にすることができ、配線作業の効率化も図ることができ、しかも、ヒータ線の寿命を長くでき、ヒータ線の断線による故障や、単電池の故障によるヒータ線の断線を早期に検出することも可能な集合電池用容器を提供することを目的とする。
[1] 本発明に係る集合電池用容器は、上面に開口を有し、集合電池が収納される箱体と、前記箱体の前記開口を閉塞する蓋体と、前記箱体内に設置された複数系統のヒータ部とを有し、前記複数系統のヒータ部のうち、少なくとも1つの系統のヒータ部を構成する複数のヒータが直列に接続されていることを特徴とする。
 これにより、複数のヒータに電力を供給する電源の個数を低減することができる。そのため、配線経路も簡単になり、配線作業の効率化を図ることができる。また、複数のヒータに流れる電流値を低く抑えることができるため、複数のヒータの寿命を長くすることができる。しかも、複数のヒータのうち、1つのヒータだけでも断線すれば、当該ヒータを含む系統のヒータ部が機能しなくなるため、箱体内の温度を一定温度に維持することが困難になり、箱体内の温度の低下に基づいて、単電池の故障(活物質の漏れ等)やその他の故障を早期に検出することが可能となる。
[2] 本発明において、前記複数系統のヒータ部は、前記箱体の底部に設置された第1ヒータ部と、前記箱体の側壁に設置された第2ヒータ部とを有し、前記第1ヒータ部及び前記第2ヒータ部のうち、少なくとも1つのヒータ部を構成する複数のヒータが直列に接続されていてもよい。
[3] この場合、前記第1ヒータ部を構成する複数のヒータが直列に接続され、前記第2ヒータ部を構成する複数のヒータが直列に接続されていてもよい。
[4] 本発明において、前記複数系統のヒータ部をそれぞれ構成する複数のヒータは、前記箱体内に配線されるヒータ線と、前記ヒータ線の+端子に接続された+側ヒータ配線と、前記ヒータ線の-端子に接続された-側ヒータ配線とを有してもよい。
 これにより、箱体内で直列接続するための配線経路をいちいち考慮する必要がなく、従来の箱体をそのまま利用することができ、設計変更等のためのコストを低減することができる。
[5] この場合、前記複数系統のヒータ部のうち、直列に接続された複数のヒータを有するヒータ部は、直列接続の一方の端部に位置するヒータの前記+側ヒータ配線と、直列接続の他方の端部に位置するヒータの前記-側ヒータ配線とが電源に接続されていてもよい。
[6] さらに、前記箱体の外側に設置された端子台を有し、前記端子台は、各前記ヒータに対応して、それぞれ前記+側ヒータ配線が接続される複数の+側接続端子と、各前記ヒータに対応して、それぞれ前記-側ヒータ配線が接続される複数の-側接続端子と、直列に接続される前記複数のヒータにそれぞれ対応する前記+側接続端子と前記-側接続端子とを電気的に接続する1以上のジャンパー線とを有してもよい。
 通常、直列接続する複数のヒータを変更するたびに、配線経路の新たな構築や配線作業が必要になるが、本発明では、端子台に接続されるジャンパー線の接続位置を変更するだけで、直列接続する複数のヒータを任意に選択することができるため、配線経路の新たな構築や配線作業が不要になり、配線作業の効率化を向上させることができる。
[7] この場合、前記端子台は、電源の+端子に接続された+側電源端子と、前記電源の-端子に接続された-側電源端子とを有し、直列に接続される前記複数のヒータのうち、直列接続の一方の端部に位置するヒータの前記+側ヒータ配線が接続される前記+側接続端子と、前記+側電源端子とが電気的に接続され、直列に接続される前記複数のヒータのうち、直列接続の他方の端部に位置するヒータの前記-側ヒータ配線が接続される前記-側接続端子と、前記-側電源端子とが電気的に接続されていてもよい。
 以上説明したように、本発明に係る集合電池用容器によれば、配線経路を簡潔にすることができ、配線作業の効率化も図ることができ、しかも、ヒータ線の寿命を長くでき、ヒータ線の断線による故障や、単電池の故障によるヒータ線の断線を早期に検出することも可能となる。
本実施の形態に係る集合電池用容器を示す正面図である。 集合電池用容器を一部省略して示す縦断面図である。 集合電池用容器内に収容される集合電池の等価回路図である。 集合電池用容器の一部(正極側)を示す横断面図である。 集合電池用容器の一部(負極側)を示す横断面図である。 蓋体を取り外した箱体の内部を上面から見て示す平面図である。 図7Aはヒータを上面から見て示す平面図であり、図7Bはヒータの正面図である。 図8Aは絶縁間隔保持板の挿通孔にヒータ線を挿通した状態を上面から見て示す平面図であり、図8Bはヒータ線が支持孔に支持されている状態を上面から見て示す平面図である。 図9Aは端子板にヒータ線を接続した状態を上面から見て示す平面図であり、図9Bは図9Aの一部を拡大して示す平面図である。 図10Aはヒータ線をかしめ固定する部分を示す断面図であり、図10Bはヒータ配線を端子板のかしめ部にかしめ固定した状態を示す断面図である。 図11Aは絶縁性の薄板を上面から見て示す平面図であり、図11Bは取付金具を示す正面図である。 第1ヒータ部及び第2ヒータ部の配線形態を示す等価回路図である。 本実施の形態における第1ヒータ~第6ヒータからのヒータ配線と、端子台の接続端子、電源端子及びジャンパー線との接続関係を示す図である。 比較例における第1ヒータ部及び第2ヒータ部の配線形態を示す等価回路図である。
 以下、本発明に係る集合電池用容器を例えばNaS電池に適用した実施の形態例を図1~図14を参照しながら説明する。
 本実施の形態に係る集合電池用容器10は、上面から見てほぼ長方形状を有し、図1に示すように、例えば鋼材で構成された基台12に載置される例えば真空断熱設計仕様の箱体14と、該箱体14の開口を閉塞する例えば大気断熱設計仕様の蓋体16とを有する。
 箱体14内には、図2に示すように、多数の単電池18からなる集合電池20が収容されている。単電池18は例えば円筒状を有し、軸方向が鉛直方向に向けて箱体14内に収容されている。また、単電池18の破損、異常加熱、あるいは活物質の漏洩等に対応できるように、図示しないが、消火砂として珪砂を箱体14と集合電池20との間隙に充填されている。
 箱体14は、例えば直方体に近い形状を有し、4つの側壁及び底壁を備え、上面開口とされている。箱体14は、例えばステンレスからなる板材によって構成し、それ自体が中空部22を有する箱状に形成されている。中空部22は、気密的に封止された密閉空間であり、図示されない真空バルブによって、中空部22と外部空間とが連通し得る構造となっている。中空部22には、ガラス繊維を接着剤で板状に固化させた多孔質の真空断熱ボード24を装填して、箱体14を真空断熱構造としている。
 蓋体16は、天壁26及び庇28を備え、箱体14の上面開口を閉塞するように設置される。蓋体16は、箱体14と同様に例えばステンレスからなる板材によって構成されている。その内面側(下面側)には、必要最小限の断熱性を得るための図示しない断熱材層が配置されている。中空部30には、少なくとも2以上の脱着可能な断熱板32が積層充填されている。これにより、集合電池用容器10は、蓋体16(上面)のみを大気断熱構造にして、且つ、集合電池用容器10の上面からの放熱量を制御可能にしている。もちろん、集合電池20内の断熱性能を重視する場合は、蓋体16も、箱体14と同様に真空断熱構造を採用してもよい。
 また、図1に示すように、4つの側壁のうち、正面の第1側壁34aの外表面(1つの外側面)には、正極外部端子を構成する正極バスバー36と、負極外部端子を構成する負極バスバー38とが設置されている。
 一方、集合電池20は、図3に示すように、正極40から負極42に向かって2以上のブロック44が直列接続されて構成されている。各ブロック44は、2以上の単電池18が直列接続した2以上の回路(ストリング46)が並列に接続されて構成されている。
 正極40は、正極外部端子を構成する正極バスバー36及び中継部材である正極バス48を備え、正極バス48は、正極集電部50、正極延長部52及び正極ポール54を備える。負極42は、負極外部端子を構成する負極バスバー38及び中継部材である負極バス56を備え、負極バス56は、負極集電部58、負極延長部60及び負極ポール62を備える。
 ここで、正極40及び負極42の具体的構成例について図4及び図5を参照しながら説明する。
 図4に示すように、正極40の正極集電部50及び正極延長部52は、箱体14の収容空間に収容される。正極ポール54は第1側壁34aを貫通する。正極集電部50及び正極延長部52は、1つの導電材(例えば金属板)を途中で直角に曲げられることで構成される。正極集電部50は、第2側壁34bの内面に沿い、正極延長部52は、第1側壁34aの内面に沿うように配される。正極ポール54は、箱体14の収容空間において正極延長部52に結合され、箱体14の外部において正極バスバー36に結合される。
 一方、図5に示すように、負極集電部58及び負極延長部60は、収容空間に収容される。負極ポール62は第1側壁34aを貫通する。負極集電部58及び負極延長部60は、1つの導電材(例えば金属板)を途中で直角に曲げられることで構成される。負極集電部58は、第3側壁34cの内面に沿い、負極延長部60は、第1側壁34aの内面に沿うように配される。
 負極ポール62は、収容空間において負極延長部60に結合され、箱体14の外部において負極バスバー38に結合される。
 なお、上述した正極集電部50及び正極延長部52、並びに負極集電部58及び負極延長部60が金属板にて構成されることは、正極バス48並びに負極バス56の電気抵抗の低下に寄与する。もちろん、正極集電部50及び正極延長部52、並びに負極集電部58及び負極延長部60は、それぞれ2個以上の導電部品の結合物であってもよい。また、正極ポール54及び負極ポール62がそれぞれポール形状を有することは、正極ポール54及び負極ポール62を経由する熱の出入りの抑制に寄与する。
 さらに、箱体14内には、図6に示すように、複数系統のヒータ部100を有する。具体的には、複数系統のヒータ部100は、箱体14の底部に設置された第1ヒータ部100A(図2参照)と、箱体14の側壁(第1側壁34a~第4側壁34d)に設置された第2ヒータ部100Bとを有する。なお、図6は、蓋体16を取り外した箱体14の内部を上面から見て示す平面図であるが、第1ヒータ部100A及び第2ヒータ部100Bの位置がわかるように、箱体14内に設置されたその他の部材(集合電池20等)の表記を省略してある。
 第1ヒータ部100Aは、箱体14の底部に並置された2つのヒータ(第1ヒータ102a及び第2ヒータ102b)を有する。第2ヒータ部100Bは、箱体の第1側壁34aに沿って設置された第3ヒータ102cと、第2側壁34bに沿って設置された第4ヒータ102dと、第3側壁34cに沿って設置された第5ヒータ102eと、第4側壁34dに沿って設置された第6ヒータ102fとを有する。
 第1ヒータ102a~第6ヒータ102fは、それぞれ図7Aに示すように、絶縁板よりなる芯材104の外周面に、ニクロム線や鉄クロム線よりなる4本のヒータ線106が幅方向に螺旋状に巻回されて構成される。この芯材104は薄い雲母(マイカ)により形成されている。芯材104の周縁には取付孔108が複数箇所に設けられている。図7Bに示すように、この実施の形態では、芯材104は2枚の絶縁板104a及び104bの重ね合わせにより構成されている。
 各ヒータ102a~102fは広い面積を有し、薄いため、スペースを有効に利用できる。しかも、ヒータ102a~102fは加熱効率がよく、絶縁性も優れている。4本のヒータ線106は1本が切れても残りの3本で加熱できるようになっており、二次電池が異常なく運転される。
 ヒータ線106は芯材104に巻回される。この場合、例えば箱体14が上面から見て例えば長方形を有していれば、長辺の両端部の放熱量が多いため、ヒータ線106を、芯材104の長辺の両端部においては密に巻回し、中間部においては疎に巻回してもよい。この場合、両端部ほど温度上昇が大きくなるため、ヒータ102a~102fは箱体14の両端ほど発熱量が高くなる。その結果、箱体14の内部温度をより均一にできる。
 もちろん、ヒータ線106が疎に巻回された部分の巻線間隔を狭くしてもよい。巻線間隔を狭くすることにより、ヒータ線106の全長が大きくなり、電気抵抗値が上がるため、ヒータ線106を流れる電流の値を下げることができ、ヒータ線106の断線が生じにくくなる。また、疎に巻回された部分の巻線間隔を狭くすることにより、ヒータ102a~102fの発熱分布がより均一になるため、箱体14の内部温度をより均一にできる。特に、ヒータ線106の巻線間隔を単電池18の直径に近い値にすることにより、単電池18が故障した際に、その影響がヒータ線106に及びやすくなり、単電池18の故障を早期に検出することが可能となる。
 一方、絶縁間隔保持板110は、図8Aに示すように、一定間隔で配置された複数の挿通孔112を有し、各挿通孔112にヒータ線106が挿通されてヒータ線106の位置ずれ防止となり、互いの絶縁が保持される。図7Aに示すように、一対の端子板114(+端子114a、-端子114b)は芯材104に固定され、図9A、図9B及び図10Aに示すように、それぞれ側縁の4箇所に円弧状に折曲形成されたかしめ固定部116を備えている。ヒータ線106の端部を各かしめ固定部116にかしめた後に、ヒータ線106の端部が端子板114に溶接固定される。
 図9A及び図9Bに示すように、端子板114の先端部にあるかしめ部118は、各端子板114の外端に円弧状に形成され、ヒータ配線120(+側ヒータ配線120a、-側ヒータ配線120b)の端部が挿入されて溶接されることにより、ヒータ配線120が端子板114に接続される。このヒータ配線120は、図1に示す挿通孔122(気密封止した状態で複数の配線を挿通するための孔)から外部へ出される。図8Bに示すように、ヒータ線106を支持する支持孔124は、芯材104の一端に形成され、その側縁に複数の係止部126が穴加工されている。そして、これら係止部126に4本のヒータ線106が係止され、芯材104の表側から裏側へ貫通してヒータ線106の方向が転換される。なお、芯材104の他側壁側においても絶縁間隔保持板110が配置され、ヒータ線106の位置ずれによる接触防止が図られ、絶縁が維持されている。
 図7Bに示すように、絶縁性の薄板128(二点鎖線で示す)は芯材104の両面にそれぞれ2枚ずつ重ね合されて、単電池18の活物質漏れに対する地絡防止用の絶縁性が確保される。図11Aに示すように、絶縁性の薄板128は、芯材104と対応する形状に形成され、その周縁部には複数の取付孔130が透設されている。そして、芯材104の両面に絶縁性の薄板128が配置され、図11Bに示すコ字状の取付金具132が薄板128や芯材104の取付孔108に、両端部が挿入されてその先端が図11Bの二点鎖線で示すように折曲げられることにより、各部材が一体形成される。
 また、例えば図2に示すように、第1ヒータ部100Aの第1ヒータ102a及び第2ヒータ102bの上には、薄いアルミニウム製の均熱板133が配設されている。これにより、ヒータにより発生した熱を箱体14の端部まで伝熱し、端部と中間部とが均熱化されるようにすると共に、電池動作時に発生する中間部の熱を端部に伝達して放熱させる。図6に示すように、箱体14の4つの側壁に配置された第3ヒータ102c~第6ヒータ102fは、箱体14内を側面から補助加熱し、集合電池用容器10内の温度をより迅速に高めると共に、温度分布を均一にする。
 また、箱体14内には、上述した集合電池20、第1ヒータ102a~第6ヒータ102fのほか、図示しないが、箱体14内の温度を計測する複数の温度計と、ブロック電圧等を計測する複数の電圧計等が設置される。そのため、図1に示すように、第1ヒータ102a~第6ヒータ102fへの電力供給のための複数のヒータ配線120や、各種電圧計からの複数の信号線134、各種温度計からの複数の信号線136を含む複数の配線138が集合電池用容器10の外内に配線されることになる。
 この場合、多数本の配線となるため、これら配線を1箇所に集約させ、且つ、配線の種類を容易に特定できるようにすることが好ましい。そこで、本実施の形態では、図1に示すように、複数の配線138が接続される端子台140を、基台12のうち、正極バスバー36と負極バスバー38との間に設置している。また、正極バスバー36と負極バスバー38のいずれか一方(図1の例では正極バスバー36)と端子台140との間に、複数の配線138を挿通するための手段、特に、気密封止した状態で複数の配線138を挿通するための挿通孔122を設けている。
 ここで、図6に示す第1ヒータ部100A及び第2ヒータ部100Bの配線形態について図12~図14を参照しながら説明する。
 本実施の形態では、図12に示すように、第1電源142Aの+端子と-端子間に、第1ヒータ部100Aを構成する第1ヒータ102a及び第2ヒータ102bが直列接続され、同様に、第2電源142Bの+端子と-端子間に、第2ヒータ部100Bを構成する第3ヒータ102c~第6ヒータ102fが直列接続されている。
 具体的には、先ず、図13に示すように、第1ヒータ102aは、第1ヒータ線106aの一方の端部に接続された+端子114a1に+側の第1ヒータ配線120a1が接続され、第1ヒータ線106aの他方の端部に接続された-端子114b1に-側の第1ヒータ配線120b1が接続される。同様に、第2ヒータ102b~第6ヒータ102fについても、それぞれヒータ線(第2ヒータ線106b~第6ヒータ線106f)の一方の端部に接続された+端子114a1~114a6に+側のヒータ配線(+側の第1ヒータ配線120a2~第6ヒータ配線120a6)が接続され、ヒータ線(第2ヒータ線106b~第6ヒータ線106f)の他方の端部に接続された-端子114b1~114b6に-側のヒータ配線(-側の第2ヒータ配線120b2~第6ヒータ配線120b6)が接続される。
 端子台140は、第1ヒータ102a~第6ヒータ102fに対応して、それぞれ+側の第1ヒータ配線120a1~第6ヒータ配線120a6が接続される6つの+側の接続端子(+側の第1接続端子144a1~第6接続端子144a6)と、それぞれ-側の第1ヒータ配線120b1~第6ヒータ配線120b6が接続される6つの-側の接続端子(-側の第1接続端子144b1~第6接続端子144b6)とを有する。
 また、端子台140は、第1ヒータ部110A用の第1電源142Aの+端子に接続された+側の第1電源端子146a1と、第1電源142Aの-端子に接続された-側の第1電源端子146b1と、第2ヒータ部100B用の第2電源142Bの+端子に接続された+側の第2電源端子146a2と、第2電源142Bの-端子に接続された-側の第2電源端子146b2とを有する。
 また、端子台140は、第1ヒータ102aと第2ヒータ102bとを直列接続するための第1ジャンパー線148aと、第3ヒータ102cと第4ヒータ102dとを直列接続するための第2ジャンパー線148bと、第4ヒータ102dと第5ヒータ102eとを直列接続するための第3ジャンパー線148cと、第5ヒータ102eと第6ヒータ102fとを直列接続するための第4ジャンパー線148dとを有する。すなわち、第1ヒータ部100Aを構成する第1ヒータ102a及び第2ヒータ102bは、第1ジャンパー線148aによって直列接続され、第2ヒータ部100Bを構成する第3ヒータ102c~第6ヒータ102fは、第2ジャンパー線148b~第4ジャンパー線148dによって直列接続される。
 さらに、端子台140は、第1ヒータ部100Aを構成する直列接続された第1ヒータ102a及び第2ヒータ102bのうち、直列接続の一方の端部に位置するヒータ(例えば第1ヒータ102a)の+側の第1ヒータ配線120a1が接続される+側の第1接続端子144a1と、+側の第1電源端子146a1とが電気的に接続されている。また、直列接続の他方の端部に位置するヒータ(例えば第2ヒータ102b)の-側の第2ヒータ配線120b2が接続される-側の第2接続端子144b2と、-側の第1電源端子146b1とが電気的に接続されている。
 同様に、第2ヒータ部100Bを構成する直列接続された第3ヒータ102c~第6ヒータ102fのうち、例えば第3ヒータ102cの+側の第3ヒータ配線120a3が接続される+側の第3接続端子144a3と、+側の第2電源端子146a2とが電気的に接続され、第6ヒータ102fの-側の第6ヒータ配線120b6が接続される-側の第6接続端子144b6と、-側の第2電源端子146b2とが電気的に接続されている。
 このように、本実施の形態では、第1ヒータ部100Aを構成する第1ヒータ102aと第2ヒータ102bとを直列接続し、第2ヒータ部100Bを構成する第3ヒータ102c~第6ヒータ102fを直列接続している。
 ここで、本実施の形態の効果を、図14に示す比較例と比較しながら説明する。
 比較例の配線形態は、図14に示すように、第1ヒータ部100Aを構成する第1ヒータ102a及び第2ヒータ102bに対して、それぞれ電源(第1電源142A及び第2電源142B)を接続する。同様に、第2ヒータ部100Bを構成する第3ヒータ102c及び第4ヒータ102dを直列接続して、電源(第3電源142C)に接続し、第2ヒータ部100Bを構成する第5ヒータ102e及び第6ヒータ102fを直列接続して、電源(第4電源142D)に接続する。
 そして、電源容量を例えば3200Wとし、第1ヒータ102a及び第2ヒータ102bにそれぞれ800W、第3ヒータ102c及び第4ヒータ102dにそれぞれ400W、第5ヒータ102e及び第6ヒータ102fにそれぞれ400Wを供給する場合を想定する。このとき、第1電源142A~第4電源142Dの各電源電圧を200Vに設定すると、第1ヒータ102a~第6ヒータ102fにはそれぞれ4Aの電流が流れることになる。
 これに対して、本実施の形態では、電源の個数を低減することができる。図12の例では、第1電源142A及び第2電源142Bで済む。そのため、配線経路も簡単になり、配線作業の効率化を図ることができる。
 また、第1ヒータ102a及び第2ヒータ102bにそれぞれ200Vの電圧を印加するために、第1電源142Aの電源電圧を400Vに設定することから、第1ヒータ102a及び第2ヒータ102bに流れる電流が2Aで済む。また、第3ヒータ102c~第6ヒータ102fにそれぞれ100Vの電圧を印加するために、第2電源142Bの電源電圧を400Vに設定することから、第3ヒータ102c~第6ヒータ102fに流れる電流が2Aで済む。このように、電流値を低く抑えることができるため、第1ヒータ102a~第6ヒータ102fに配線された第1ヒータ線106a~及び第6ヒータ線106fの寿命を長くすることができる。
 ところで、例えば単電池18の故障(活物質の漏れ等)やその他の原因によって、例えば第1ヒータ102aのヒータ線(第1ヒータ線106a)に断線が生じた場合、比較例では、第1ヒータ102aのみが機能しなくなるだけで、その他の第2ヒータ102b~第6ヒータ102fは通常どおり機能する。そのため、例えば温度計からの情報に基づいて箱体14内の温度を一定温度にフィードバック制御する方式を採用している場合、第1ヒータ102aを除く、第2ヒータ102b~第6ヒータ102fでの発熱量を増加させることで、箱体14内の温度が一定に維持されることになる。この場合、単電池18の故障(活物質の漏れ等)やその他の故障を早期に検出することが困難になる。
 これに対して、本実施の形態では、第1ヒータ102aあるいは第2ヒータ102bのヒータ線(第1ヒータ線106aあるいは第2ヒータ線106b)に断線が生じた場合、第1ヒータ102a及び第2ヒータ102bを含む第1ヒータ部100A全体が機能しなくなる。そのため、箱体14内の温度を一定温度に維持することが困難になり、箱体14内の温度の低下に基づいて、単電池18の故障(活物質の漏れ等)やその他の故障を早期に検出することが可能となる。これは、第3ヒータ102c~第6ヒータ102fのいずれか1つのみが断線しても、第3ヒータ102c~第6ヒータ102fを含む第2ヒータ部100B全体が機能しなくなるため、単電池18の故障(活物質の漏れ等)やその他の故障を早期に検出することが可能となる。
 このように、本実施の形態に係る集合電池用容器10においては、配線経路を簡潔にすることができ、配線作業の効率化も図ることができる。しかも、ヒータ線106の寿命を長くでき、また、ヒータ線106の断線による故障や、単電池18の故障によるヒータ線106の断線を早期に検出することができる。
 また、第1ヒータ102a~第6ヒータ102fの各端子に接続されたヒータ配線120を、箱体14の外部に設置された端子台140に接続している。第1ヒータ102a及び第2ヒータ102bを直列接続し、第3ヒータ102c~第6ヒータ102fを直列接続している。これにより、箱体14内で直列接続するための配線経路を考慮する必要がなく、従来の箱体14をそのまま利用することができ、設計変更等のためのコストを低減することができる。
 通常、直列接続する複数のヒータ102を変更するたびに、配線経路の新たな構築や配線作業が必要になる。しかし、本実施の形態では、端子台140に接続されるジャンパー線148の接続位置を変更するだけで、直列接続する複数のヒータ102を任意に選択することができる。そのため、配線経路の新たな構築や配線作業が不要になり、配線作業の効率化を向上させることができる。
 上述の例では、代表的に2つのヒータ部(第1ヒータ部100A及び第2ヒータ部100B)を主体に説明したが、その他、3つ以上のヒータ部にも容易に適用させることができる。
 なお、本発明に係る集合電池用容器は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (7)

  1.  上面に開口を有し、集合電池(20)が収納される箱体(14)と、
     前記箱体(14)の前記開口を閉塞する蓋体(16)と、
     前記箱体(14)内に設置された複数系統のヒータ部(100)と、を有し、
     前記複数系統のヒータ部(100)のうち、少なくとも1つの系統のヒータ部を構成する複数のヒータが直列に接続されていることを特徴とする集合電池用容器。
  2.  請求項1記載の集合電池用容器において、
     前記複数系統のヒータ部(100)は、
     前記箱体(14)の底部に設置された第1ヒータ部(100A)と、
     前記箱体(14)の側壁に設置された第2ヒータ部(100B)と、を有し、
     前記第1ヒータ部(100A)及び前記第2ヒータ部(100B)のうち、少なくとも1つのヒータ部を構成する複数のヒータが直列に接続されていることを特徴とする集合電池用容器。
  3.  請求項2記載の集合電池用容器において、
     前記第1ヒータ部(100A)を構成する複数のヒータ(102a、102b)が直列に接続され、
     前記第2ヒータ部(100B)を構成する複数のヒータ(102c~102f)が直列に接続されていることを特徴とする集合電池用容器。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の集合電池用容器において、
     前記複数系統のヒータ部(100)をそれぞれ構成する複数のヒータ(102a~102f)は、
     前記箱体(14)内に配線されるヒータ線(106a~106f)と、
     前記ヒータ線(106a~106f)の+端子に接続された+側ヒータ配線(120a1~120a6)と、
     前記ヒータ線(106a~106f)の-端子に接続された-側ヒータ配線(120b1~120b6)と、を有することを特徴とする集合電池用容器。
  5.  請求項4記載の集合電池用容器において、
     前記複数系統のヒータ部(100)のうち、直列に接続された複数のヒータを有するヒータ部(100A、100B)は、直列接続の一方の端部に位置するヒータ(102a、102c)の前記+側ヒータ配線(120a1、120a3)と、直列接続の他方の端部に位置するヒータ(102b、102f)の前記-側ヒータ配線(120b2、120b6)とが電源(142A、142B)に接続されていることを特徴とする集合電池用容器。
  6.  請求項4記載の集合電池用容器において、
     さらに、前記箱体(14)の外側に設置された端子台(140)を有し、
     前記端子台(140)は、
     各前記ヒータ(102a~102f)に対応して、それぞれ前記+側ヒータ配線(120a1~120a6)が接続される複数の+側接続端子(144a1~144a6)と、
     各前記ヒータ(102a~102f)に対応して、それぞれ前記-側ヒータ配線(120b1~120b6)が接続される複数の-側接続端子(144b1~144b6)と、
     直列に接続される前記複数のヒータにそれぞれ対応する前記+側接続端子と前記-側接続端子とを電気的に接続する1以上のジャンパー線(148a~148d)とを有することを特徴とする集合電池用容器。
  7.  請求項6記載の集合電池用容器において、
     前記端子台(140)は、
     電源(142A、142B)の+端子に接続された+側電源端子(146a1、146a2)と、
     前記電源(142A、142B)の-端子に接続された-側電源端子(146b1、146b2)と、を有し、
     直列に接続される前記複数のヒータのうち、直列接続の一方の端部に位置するヒータ(102a、102c)の前記+側ヒータ配線(120a1、120a3)が接続される前記+側接続端子(144a1、144a3)と、前記+側電源端子(146a1、146a2)とが電気的に接続され、
     直列に接続される前記複数のヒータのうち、直列接続の他方の端部に位置するヒータ(102b、102f)の前記-側ヒータ配線(120b2、120b6)が接続される前記-側接続端子(144b2、144b6)と、前記-側電源端子(146b1、146b2)とが電気的に接続されていることを特徴とする集合電池用容器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017044581A1 (en) * 2015-09-09 2017-03-16 General Electric Company Heat flux assembly for an energy storage device

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016090286A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 矢崎総業株式会社 温度検出体の取付構造
KR102698844B1 (ko) * 2018-12-04 2024-08-23 주식회사 엘지에너지솔루션 전지팩
DE102020210306A1 (de) * 2020-08-13 2022-02-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Beheiztes Batteriemodul
CN113054299B (zh) * 2021-03-12 2022-05-31 安徽舟之航电池有限公司 一种新能源汽车用液冷集成化动力电池系统
CN113644344A (zh) * 2021-08-18 2021-11-12 武汉蔚能电池资产有限公司 电池包保温外壳
CN114039133A (zh) * 2021-11-30 2022-02-11 苏州中科瑞龙科技有限公司 一种耐低温不锈钢锂电池外壳
WO2023145017A1 (ja) * 2022-01-28 2023-08-03 日本碍子株式会社 モジュール電池の収容容器およびモジュール電池

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56116285A (en) * 1980-02-15 1981-09-11 Nippon Denshi Zairiyou Kk Ceramic buried heater
JPS62190862A (ja) * 1986-02-18 1987-08-21 Matsushita Electronics Corp 相補型mos集積回路の製造方法
JPH0412472A (ja) * 1990-04-27 1992-01-17 Toyoda Gosei Co Ltd バッテリ装置
JPH06283215A (ja) 1993-03-26 1994-10-07 Ngk Insulators Ltd 高温二次電池の加熱装置及び加熱方法
JPH0878051A (ja) 1994-09-08 1996-03-22 Ngk Insulators Ltd ナトリウム−硫黄電池よりなる集合電池の加熱装置及びそれを備えた集合電池並びに加熱方法
JP2004047208A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Ngk Insulators Ltd 集合電池用断熱容器
JP2004075103A (ja) * 2002-08-13 2004-03-11 Kawashima Packaging Mach Ltd 包装機械用ヒータユニット及びそれを用いた包装機械用ヒータ温度制御システム
JP2004087430A (ja) * 2002-08-29 2004-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ナトリウム硫黄二次電池及び同モジュール
JP2005328661A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Denso Corp 回転電機のセグメント順次接合型ステータコイルおよびその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3427028A1 (de) * 1984-07-21 1986-01-23 Eckhard 6800 Mannheim Wagner Akkumulator
JPH0680594B2 (ja) 1986-02-17 1994-10-12 株式会社ゴト− ヒータ線を内蔵したセラミックヒータの製造方法
DE60307750T2 (de) * 2002-05-08 2006-12-14 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Sekundärzellenmodul und Verfahren zu dessen Herstellung
JP4636815B2 (ja) * 2004-05-26 2011-02-23 三洋電機株式会社 車両用の電源装置
US8084154B2 (en) * 2007-02-08 2011-12-27 Karl Frederick Scheucher Battery pack safety and thermal management apparatus and method
JP2010097923A (ja) * 2008-09-16 2010-04-30 Toyota Motor Corp 蓄電装置及び車両
TWM394640U (en) * 2010-07-23 2010-12-11 Exa Energy Technology Co Ltd On-board battery with heating device
US8901463B2 (en) * 2011-09-16 2014-12-02 General Electric Company Thermal management device
CN202395066U (zh) * 2011-12-16 2012-08-22 日本碍子株式会社 容纳高温工作型电池的绝热容器和模块电池

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56116285A (en) * 1980-02-15 1981-09-11 Nippon Denshi Zairiyou Kk Ceramic buried heater
JPS62190862A (ja) * 1986-02-18 1987-08-21 Matsushita Electronics Corp 相補型mos集積回路の製造方法
JPH0412472A (ja) * 1990-04-27 1992-01-17 Toyoda Gosei Co Ltd バッテリ装置
JPH06283215A (ja) 1993-03-26 1994-10-07 Ngk Insulators Ltd 高温二次電池の加熱装置及び加熱方法
JPH0878051A (ja) 1994-09-08 1996-03-22 Ngk Insulators Ltd ナトリウム−硫黄電池よりなる集合電池の加熱装置及びそれを備えた集合電池並びに加熱方法
JP2004047208A (ja) * 2002-07-10 2004-02-12 Ngk Insulators Ltd 集合電池用断熱容器
JP2004075103A (ja) * 2002-08-13 2004-03-11 Kawashima Packaging Mach Ltd 包装機械用ヒータユニット及びそれを用いた包装機械用ヒータ温度制御システム
JP2004087430A (ja) * 2002-08-29 2004-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ナトリウム硫黄二次電池及び同モジュール
JP2005328661A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Denso Corp 回転電機のセグメント順次接合型ステータコイルおよびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3046177A4

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017044581A1 (en) * 2015-09-09 2017-03-16 General Electric Company Heat flux assembly for an energy storage device
CN108140910A (zh) * 2015-09-09 2018-06-08 通用电气公司 用于储能装置的热通量组件
US10333184B2 (en) 2015-09-09 2019-06-25 General Electric Company Heat flux assembly for an energy storage device
CN108140910B (zh) * 2015-09-09 2021-07-13 通用电气公司 用于储能装置的热通量组件

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