JP2006351245A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート状の部材を外装部材として用いた薄型二次電池を複数積層し、これらを電気的に接続して構成される組電池に関する。 The present invention relates to an assembled battery configured by stacking a plurality of thin secondary batteries using sheet-like members as exterior members and electrically connecting them.
セパレータを介して積層された電極板を、外装部材としてのシート状部材に収容して封止すると共に、電極板が接続された電極端子が当該シート状部材の外周縁から導出した薄型の二次電池が従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。また、所望する容量や電圧を確保するために、このような薄型二次電池を複数積層し電気的に接続すると共にケース内に収容して電池モジュールを構成する技術が従来から知られている(例えば、特許文献2参照)。 The electrode plate laminated via the separator is housed and sealed in a sheet-like member as an exterior member, and the electrode terminal connected to the electrode plate is led out from the outer peripheral edge of the sheet-like member. A battery is conventionally known (see, for example, Patent Document 1). In addition, in order to secure a desired capacity and voltage, a technique is known in which a plurality of such thin secondary batteries are stacked and electrically connected and housed in a case to constitute a battery module ( For example, see Patent Document 2).
また、このような電池モジュールを複数配列し、電池モジュール同士を接続することによって組電池を形成して、電気自動車やハイブリッド車輌の電源として使用することが考えられている。 Further, it is considered that a plurality of such battery modules are arranged and battery modules are connected to form an assembled battery and used as a power source for an electric vehicle or a hybrid vehicle.
このような組電池では、小型軽量化を図るために余分な空間が可能な限り排除されているが、放充電に伴って各二次電池が発熱するため、その限られた空間を有効に活用して、各二次電池を効率的に冷却する必要がある。
本発明は、二次電池を効率的に冷却することが可能な組電池を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、セパレータを介して積層された電極板を外装部材に収容して封止すると共に、前記電極板に接続された電極端子が前記外装部材の外周縁から導出した二次電池を複数積層し、当該積層体をケースに収容した複数の電池モジュールと、前記二次電池を冷却するための冷媒を供給する冷媒供給手段と、を備え、前記複数の電池モジュールが相互に並んで配置されていると共に積層され、前記ケースの少なくとも一面に、前記冷媒供給手段から供給される冷媒を前記ケース内に導入するための導入口と、前記導入口を介して前記ケース内に導入された冷媒を排出するための排出口と、が設けられており、前記電池モジュール同士の間において、前記ケースの少なくとも一面に形成された前記導入口と前記排出口との間を塞き止める仕切手段をさらに備えた組電池が提供される。
An object of this invention is to provide the assembled battery which can cool a secondary battery efficiently.
In order to achieve the above object, according to the present invention, an electrode plate laminated via a separator is accommodated and sealed in an exterior member, and an electrode terminal connected to the electrode plate is disposed outside the exterior member. A plurality of secondary batteries derived from the periphery, a plurality of battery modules in which the stack is accommodated in a case, and a refrigerant supply means for supplying a refrigerant for cooling the secondary battery, The battery modules are arranged side by side and stacked, and at least one surface of the case is provided with an inlet for introducing the refrigerant supplied from the refrigerant supply means into the case, and through the inlet A discharge port for discharging the refrigerant introduced into the case, and between the battery modules, the introduction port formed on at least one surface of the case and the front Further comprising battery pack partition means dam between the outlet port is provided.
本発明では、複数の二次電池を積層してケースに収容した複数の電池モジュールを備えた組電池において、ケースの少なくとも一面に導入口及び排出口を設け、これらの間を塞き止めるように、電池モジュール同士の間に仕切手段を設ける。これにより、冷媒供給手段から供給された冷媒を、導入口を介して、ケース内に積極的に取り入れることが出来るので、電池モジュールを構成する二次電池を効率的に冷却することが可能となる。 In the present invention, in an assembled battery including a plurality of battery modules in which a plurality of secondary batteries are stacked and accommodated in a case, an introduction port and a discharge port are provided on at least one surface of the case, and the gap between them is blocked. A partition means is provided between the battery modules. As a result, the refrigerant supplied from the refrigerant supply means can be actively taken into the case through the inlet, so that the secondary battery constituting the battery module can be efficiently cooled. .
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態における薄型電池の全体を示す平面図、図2は図1のII-II線に沿った二次電池の断面図である。図1及び図2は一つの薄型電池10(単位電池)を示し、この薄型電池10を複数積層して電気的に接続することにより所望の電圧、容量の組電池が構成される。
FIG. 1 is a plan view showing an entire thin battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a secondary battery taken along line II-II in FIG. 1 and 2 show one thin battery 10 (unit battery), and a plurality of
先ず、本発明の実施形態に係る薄型電池10は、リチウム系の薄型の二次電池である。この薄型電池10は、図1及び図2に示すように、3枚の正極板101と、5枚のセパレータ102と、3枚の負極板103と、正極端子104と、負極端子105と、上部外装部材106と、下部外装部材107と、特に図示しない電解質と、から構成されており、例えば10mm以下の総厚を有している。本実施形態では、このうちの正極板101、セパレータ102、負極板103及び電解質を特に発電要素108と称する。
First, a
発電要素108の正極板101は、図2に示すように、正極端子104まで延びている正極側集電体101aと、この正極側集電体101aの一部の両主面にそれぞれ形成された正極層101b、101cと、を有している。
As shown in FIG. 2, the
正極側集電体101aは、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、又は、ニッケル箔等の電気化学的に安定した金属箔で構成されている。
The positive electrode
正極層101b、101cは、正極活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン等の接着剤と、を混合したものを、正極側集電体101aの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延することにより形成されている。正極活物質としては、例えば、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)、又は、コバルト酸リチウム(LiCoO2)等のリチウム複合酸化物や、カルコゲン(S、Se、Te)化物等を挙げることが出来る。
The
発電要素108の負極板103は、負極端子105まで延びている負極側集電体103aと、この負極側集電体103aの一部の両主面にそれぞれ形成された負極層103b、103cと、を有している。
The
負極側集電体103aは、例えば、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、又は、鉄箔等の電気化学的に安定した金属箔で構成されている。
The negative electrode
負極層103b、103cは、上記の正極活物質のリチウムイオンを吸蔵及び放出する負極活物質に、有機物焼成体の前駆体材料としてのスチレンブタジエンゴム樹脂粉末の水性ディスパージョンを混合し乾燥させた後に粉砕することで、炭素粒子表面に炭化したスチレンブタジエンゴムを担持させたものを主材料とし、これにアクリル樹脂エマルジョン等の結着剤をさらに混合し、この混合物を負極側集電体103aの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延することにより形成されている。負極活物質としては、例えば、非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、又は、黒鉛等を挙げることが出来る。
The
特に、負極活物質として非晶質炭素や難黒鉛化炭素を用いると、充放電時における電位の平坦特性に乏しく放電量に伴って出力電圧も低下するので、通信機器や事務機器の電源には不向きであるが、電気自動車の電源として用いる急激な出力低下がないので有利である。 In particular, when amorphous carbon or non-graphitizable carbon is used as the negative electrode active material, the flatness of the potential during charge / discharge is poor and the output voltage decreases with the amount of discharge. Although unsuitable, it is advantageous because there is no sudden drop in output used as a power source for electric vehicles.
発電要素108のセパレータ102は、正極板101と負極板103との短絡を防止するもので、電解質を保持する機能を備えても良い。このセパレータ102は、例えば、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィンから構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって層の空孔が閉塞され電流を遮断する機能をも有する。
The
なお、本発明におけるセパレータは、ポリオレフィン等の単層膜のみに限定されず、ポリプロピレン膜をポリエチレン膜でサンドイッチした三層構造や、ポリオレフィン微多孔性膜と有機不織布等を積層したものを用いることも出来る。このように、セパレータを複層化することで、過電流の防止機能、電解質保持機能及びセパレータの形状維持(剛性向上)機能等の諸機能を付与することが出来る。 In addition, the separator in the present invention is not limited to a single layer film such as polyolefin, but a three-layer structure in which a polypropylene film is sandwiched with a polyethylene film, or a laminate of a polyolefin microporous film and an organic nonwoven fabric may be used. I can do it. Thus, by forming the separator in multiple layers, various functions such as an overcurrent prevention function, an electrolyte holding function, and a separator shape maintenance (stiffness improvement) function can be provided.
以上の発電要素108は、セパレータ102を介して正極板101と負極板103とが交互に積層されている。そして、3枚の正極板101は、正極側集電体101aを介して、金属箔製の正極端子104にそれぞれ接続される一方で、3枚の負極板103は、負極側集電体103aを介して、同様に金属箔製の負極端子105にそれぞれ接続されている。
In the
なお、発電要素108の正極板101、セパレータ102、及び、負極板103は、本発明では上記の枚数に何ら限定されず、例えば、1枚の正極板、3枚のセパレータ、1枚の負極板でも発電要素を構成することが出来、必要に応じて、正極板、セパレータ及び負極板の枚数を選択して構成することが出来る。
The
正極端子104も負極端子105も電気化学的に安定した金属材料であれば、特に限定されないが、正極端子104としては、上述の正極側集電体101aと同様に、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、又は、ニッケル箔等を挙げることが出来る。また、負極端子105としては、上述の負極側集電体103aと同様に、例えば、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、又は、鉄箔等を挙げることが出来る。また、本実施形態では、電極板101、103の集電体101a、103aを構成する金属箔自体を電極端子104、105まで延長することにより、電極板101、103を電極端子104、105に直接接続しているが、電極板101、103の集電体101a、103aと、電極端子104、105とを、集電体101a,103aを構成する金属箔とは別の材料や部品により接続しても良い。
The
発電要素108は、図2に示すようなカップ状に成型された上部外装部材106と、平板状の下部外装部材107との間に収容されて封止されている。本実施形態における上部外装部材106及び下部外装部材107は何れも、特に図示しないが、内側樹脂層、金属層、及び、外側樹脂層から成るシート状部材で構成されている。
The
このシート状部材の内側樹脂層は、例えば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、又は、アイオノマー等の耐電解液性及び熱融着性に優れた樹脂フィルムで構成されている。金属層は、例えばアルミニウム等の金属箔で構成されている。外側樹脂層は、例えば、ポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂等の電気絶縁性に優れた樹脂フィルムで構成されている。 The inner resin layer of this sheet-like member is made of a resin film excellent in electrolytic solution resistance and heat fusion properties, such as polyethylene, modified polyethylene, polypropylene, modified polypropylene, or ionomer. The metal layer is made of a metal foil such as aluminum. The outer resin layer is made of, for example, a resin film excellent in electrical insulation, such as a polyamide resin or a polyester resin.
なお、薄型電池10内部の封止性を維持するために、電極端子104、105と外装部材106、107とが接触する部分に、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等から構成されたシールフィルムを介在させても良い。このシールフィルムは、正極端子104及び負極端子105の何れにおいても、外装部材106、107の内側樹脂層を構成する合成樹脂材料と同系統のもので構成することが熱融着性の観点から好ましい。
In order to maintain the sealing performance inside the
これらの外装部材106、107によって、上述した発電要素108、電極端子104、105の一部を包み込み、当該外装部材106、107により形成される空間に、有機液体溶媒に過塩素酸リチウムやホウフッ化リチウム、六フッ化リン酸リチウム等のリチウム塩を溶質とした液体電解質を注入しながら、当該空間を真空状態とした後に、外装部材106、107の外周縁を熱プレスにより熱融着する。これにより、外装部材106、107の内部に発電要素108及び電極端子104、105の一部が収容されて封止される。
These
有機液体溶媒として、プロピレンカーボネート(PC)やエチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート等のエステル系溶媒を挙げることが出来る。なお、本発明の有機液体溶媒はこれに限定されることなく、エステル系溶媒に、γ−ブチラクトン(γ−BL)やジエトシキエタン(DEE)等のエーテル系溶媒その他を混合、調合した有機液体溶媒を用いることも出来る。 Examples of the organic liquid solvent include ester solvents such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl ethyl carbonate. The organic liquid solvent of the present invention is not limited to this, and an organic liquid solvent prepared by mixing and preparing an ether solvent such as γ-butylactone (γ-BL) or dietoshietane (DEE) in an ester solvent. It can also be used.
以下に、上述の薄型電池10を複数接続することにより構成される組電池30について説明する。
Below, the assembled
図3は本発明の実施形態に係る組電池の全体斜視図、図4は図3に示す組電池を構成する電池モジュールの配列を示す断面図、図5は図4のV-V線に沿った断面図、図6は図5のVI部の拡大断面図、図7は図4のVII部の拡大断面図、図8は本発明の実施形態における電池モジュールを示す斜視図、図9は図8に示す組電池を上下反転し、さらに分解して示す分解斜視図である。 3 is an overall perspective view of the assembled battery according to the embodiment of the present invention, FIG. 4 is a sectional view showing the arrangement of the battery modules constituting the assembled battery shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the VI part of FIG. 5, FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the VII part of FIG. 4, FIG. 8 is a perspective view showing the battery module in the embodiment of the present invention, and FIG. It is the disassembled perspective view which flips the assembled battery shown upside down, and shows it further disassembled.
本発明の実施形態に係る組電池30は、図3〜図5に示すように、上述の薄型電池10を複数用いて構成した複数の電池モジュール20と、当該複数の電池モジュール20を相互に並べて配置すると共に積層した状態で内部空間31aに収容する容器31と、組電池30の外部と容器31の内部空間31aとを容器31の入口側開口31bを介して連通させる入口側ダクト32と、容器31の内部空間31aと組電池20の外部とを容器31の出口側開口31cを介して連通させる出口側ダクト33と、出口側ダクト33内に配設されたファン34と、電池モジュール20同士の間に設けられている仕切部材35と、を備えている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the assembled
この組電池30の電池モジュール20では、図9に示すように、電極端子104、105が実質的に同一方向に導出するような姿勢で、8個の薄型電池10を積層することにより電池積層体21が構成されている。そして、この電池積層体21は中空形状のケース22の内部に収容されている。
In the
ケース22は、図8及び図9に示すように、一方の面が開口した箱形状を成すロアケース23と、その開口を閉じる蓋体を成すアッパケース24と、から構成されている。このアッパケース24の縁部24aは、カシメ加工によって、ロアケース23の側面部23aの縁部23bに巻き締められている(図8の部分拡大断面図参照)。ロアケース23及びアッパケース24は、比較的薄肉なアルミニウム板や鋼板等の伝熱性に優れた材料から成る板材から構成され、プレス加工によって所定形状が付与されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
電極積層体21を構成する8個の薄型電池10同士は、スペーサ部25aにおいて電極端子104、105同士が直接接続されたり、バスバ(不図示)を介して接続される等して直列接続や並列接続等の所望の接続形式で接続されており、その結果として、各薄型電池10は、正極出力端子25f及び負極出力端子25gに電気的に接続されている。
The eight
正極端子25fは、ロアケース23の側面部23aの一部に形成された第1の切欠23dを介してケース22から外部に導出している。同様に、負極出力端子25gも、ロアケース23の側面部23aの一部に形成された第2の切欠23eを介してケース22から外部に導出している。また、ロアケース23の側面部23aの一部に第3の切欠23fが形成されており、この第3の切欠23fを介してメス側コネクタ25cがケース22から外部に導出している。このメス側コネクタ27は、特に図示しないが、スペーサ部25aにおいて各薄型電池10の電極端子104、105に接続されており、このメス側コネクタ25cにオス側コネクタ(不図示)が挿入され、当該オス側コネクタに接続された電圧検出器(不図示)が各薄型電池10の電圧を検出することにより、電池モジュール20の充放電管理を行うことが可能となっている。これら正極出力端子25f、メス側コネクタ25c、及び、負極側出力端子25gの間には、絶縁性を維持するために絶縁カバー25bがそれぞれ介装されている。
The
ケース22の隅部の4箇所にボルト(不図示)を挿通させるために、ロアケース23の隅部の4箇所に貫通孔23gが形成されていると共に、アッパケース24の隅部の4箇所にも貫通孔24bが形成されている。また、各スペーサ部25の両端2箇所にも、スリーブ25dを挿通させるための貫通孔25a1が形成されている。
In order to allow bolts (not shown) to pass through the four corners of the
組電池30を構成するために電池モジュール20同士を積層した際に、ケース22の各貫通孔23g、24b及びスリーブ28にボルトが挿入されることにより、当該積層された電池モジュール20同士が固定される。
When the
さらに、本実施形態では、図8及び図9に示すように、ロアケース23の側面部23aの長辺部分23a1の一端に導入口23hが形成されている。また、当該長辺部分23a1の他端には排出口23iが形成されている。これら導入口23h及び排出口23iの開口形状は同図に示す矩形形状の他に、例えば円形や楕円形状であっても良い。また、導入口23h及び排出口23iの開口面積は、要求される冷却能力等に応じて設定される。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, an
以上のような構成の電池モジュールは、次のように組み立てられる。 The battery module having the above configuration is assembled as follows.
先ず、8個の薄型電池10の両極端子104、105にスペーサ部25aを取り付けてロアケース23に収容し、スペーサ部25aの各貫通孔25a1にスリーブ25dをそれぞれ挿入する。次いで、各スペーサ部25aの上下面に緩衝材25eを載せ、ロアケース23にアッパケース24を被せた後に、ロアケース23の側面部23aの縁部23bにアッパケース24の縁部24aを巻き付けて、ロアケース23とアッパケース24とを固定する。
First,
外装部材106、107として柔軟性を持つシート状部材を用いた本実施形態における薄型電池10では、電池性能の維持を図るために電極板101、103間の距離を均一に保つ必要がある。これに対し、本実施形態では、最上段及び最下段の薄型電池10をケース22の上下の内壁面に密着させると共に、各薄型電池10同士を密着させた状態でケース22内に収容することにより、電極板101、103の積層方向に圧力を印加することが可能となっている。
In the
また、これに加えて、各薄型電池10とケース22の上下面とがそれぞれ密着していることにより、ケース22の上下面を介して、各薄型電池10の放熱を行うことが可能となっている。
In addition, since each
本実施形態に係る組電池30は、図4及び図5に示すように、以上に説明した電池モジュール20を12個用いて構成されている。各電池モジュール20は、二次電池10の電極端子104、105の導出方向が、容器31の入口側開口31bから出口側開口31cに向かう方向に沿っており、且つ、ケース22に形成された導入口23hが入口側開口31b側に位置し、排出側開口23iが出口側開口31c側に位置するような姿勢で、容器31の内部空間31aに配列3段4列で配置されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the assembled
3段に積層された電池モジュール20同士の間には、カラー(不図示)がそれぞれ介装されており、各電池モジュール20は空間を隔てて積層されている。また、相互に隣接する電池モジュール20同士の間には、仕切部材35が設けられている。各電池モジュール20の出力端子25f、25gは、ケーブル等を通じて直列接続や並列接続等の所望の接続形式で接続されており、その結果として、各電池モジュール20は、容器31から外部に導出する端子(不図示)に電気的に接続されている。
Collars (not shown) are interposed between the
仕切部材35は、各電池モジュール20のケース22とは独立した板状の弾性体であり、隣接する電池モジュール20の間において対向するそれぞれの長辺部分23a1に形成された導入口23hと排出口23iとの間を塞き止めている。本実施形態では、仕切部材35をケース22とは独立した部材で構成することにより、仕切部材35の形状のみを調整することにより冷却風の導入量を調整することが可能となっており、各電池モジュール20のケース22の共通化を図っている。なお、本発明においては、特にこれに限定されず、ケース22自体に仕切部材35の機能を付与しても良い。
The
この仕切部材35を構成する材料としては、例えば軟質ゴムやスポンジ等の低硬度な材料を挙げることが出来る。これらの材料で仕切部材35を構成することにより、電池モジュール20同士の間を良好に密閉することが出来る。
Examples of the material constituting the
本実施形態では、図5及び図6に示すように、一つの仕切部材35により、3段の電池モジュール20同士の間を塞き止めることが可能となっている。この際、仕切部材35には長手方向に沿って延びている溝部35aが計6箇所に形成されており、ケース22の側面部23a1から突出しているカシメ部23cを許容することが可能となっている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, it is possible to block between the three
また、この仕切部材35は、図7に示すように、ケース22の導入口23h周囲に、冷媒を導入口23hに向かうように方向付ける傾斜部35bを有している。この傾斜部35bは、入口側開口31bから出口側開口31cに向かってケース22に近付くように傾いており、入口側開口31bから導入側開口31cに向かう方向に対して角度θの傾斜を有している。具体的な角度θとしては約15°である。
Further, as shown in FIG. 7, the
本実施形態における仕切部材35は、ケース22の排出口23iの周囲にも傾斜部を有している。この傾斜部は、導入口23h側の傾斜部35bとは反対の傾き、即ち、入口側開口31bから出口側開口31cに向かってケース22から遠ざかるように傾いている。
The
次に作用について説明する。 Next, the operation will be described.
先ず、組電池30のファン34が回転駆動すると、入口側ダクト32及び容器31内に負圧が発生し、組電池30の外部から入口側ダクト32を介して容器31内に冷却風が取り入れられる。
First, when the
入口側ダクト32から容器31の入口側開口31bを介して当該内部空間31aに取り入れられた冷却風は、各電池モジュール20同士の間に形成された空間に進入する。この空間を通過する冷却風により、各電池モジュール20のケース22自体が冷却され、このケース22を介して、当該ケース22内に収容された各薄型電池10が冷却される。
The cooling air taken into the
また、各電池モジュール20の間に形成された空間に進入した冷却風の一部は、図4に示すように、各電池モジュール20のケース22に形成された導入口23hから容器31の内部空間31aに進入し、各薄型電池10の外装部材106の斜面部や熱融着部に冷却風が接触し、当該薄型電池10を冷却する。
Further, as shown in FIG. 4, a part of the cooling air that has entered the space formed between the
この際、本実施形態では、電池モジュール20同士の間において導入口23hと排出口23iとの間が仕切部材35により塞き止められているので、導入口23hを介して電池モジュール20内に積極的に冷却風を取り入れることが可能となっている。
At this time, in the present embodiment, the gap between the
また、本実施形態では、仕切部材35が導入口23hの周囲に傾斜部35aを有しているので、電池モジュール20内に更に積極的に冷却風を取り入れることが可能となっている。
Moreover, in this embodiment, since the
ケース22内で薄型電池10を冷却した冷却風は、当該ケース22に形成された排出口23iからケース22の外部に排出され、各電池モジュール20同士の間の空間を通過した冷却風と共に、容器31の出口側開口31cに至り、さらに、ファン34の駆動により、出口側ダクト33を介して組電池30の外部に排出される。なお、本発明において冷媒供給手段により供給される冷媒は、冷却風に限定されず、気体であっても液体であっても良い。
The cooling air that has cooled the
以上のように、本実施形態では、電池モジュール20のケース22に導入口23h及び排出口23iを設け、これらの間を塞き止めるように、電池モジュール20同士の間に仕切部材35を設ける。これにより、導入口23hを介してケース22内に冷却風を積極的に取り入れることが出来るので、電池モジュール20を構成する薄型電池10を効率的に冷却することが出来る。
As described above, in the present embodiment, the
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
例えば、上述の実施形態では、8個の薄型電池10を用いて電池モジュール20を構成するように説明したが、本発明においては特にこれに限定されず、任意の数の薄型二次電池を用いて電池モジュールを構成することが出来る。また、上述の実施形態では、12個の電池モジュール20を3段4列に配置して組電池30を構成するように説明したが、本発明においては特にこれに限定されず、任意の数の電池モジュールを任意の配列で配置して組電池を構成することが出来る。
For example, in the above-described embodiment, it has been described that the
10…薄型電池
101…正極板
101a…正極側集電体
101b、101c…正極層
102…セパレータ
103…負極板
103a…負極側集電体
103b、103c…負極層
104…正極端子
105…負極端子
106…上部外装部材
107…下部外装部材
108…発電要素
20…電池アッセンブリ
21…電池積層体
22…ケース
22a…カシメ部
23…ロアケース
23a…側面部
23a1…長辺側の側面部
23b…縁部
23d〜23f…第1〜第3の切欠
23g…貫通孔
23h…導入口
23i…排出口
24…アッパケース
24a…縁部
24b…貫通孔
25a…スペーサ部
25a1…貫通孔
25b…絶縁カバー
25c…メス側コネクタ
25d…スリーブ
25e…緩衝材
25f…正極出力端子
25g…負極出力端子
30…組電池
31…容器
31a…内部空間
31b…入口側開口
31c…出口側開口
32…入口側ダクト
33…出口側ダクト
34…ファン
35…仕切部材
35a…溝部
35b…傾斜部
θ…傾斜部の角度
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記二次電池を冷却するための冷媒を供給する冷媒供給手段と、を備え、
前記複数の電池モジュールが相互に並んで配置されていると共に積層され、
前記ケースの少なくとも一面に、前記冷媒供給手段から供給される冷媒を前記ケース内に導入するための導入口と、前記導入口を介して前記ケース内に導入された冷媒を排出するための排出口と、が設けられており、
前記電池モジュール同士の間において、前記ケースの少なくとも一面に形成された前記導入口と前記排出口との間を塞き止める仕切手段をさらに備えた組電池。 The electrode plates laminated via the separator are accommodated in the exterior member and sealed, and a plurality of secondary batteries in which the electrode terminals connected to the electrode plates are led out from the outer peripheral edge of the exterior member are laminated, A plurality of battery modules housing the body in a case;
Refrigerant supply means for supplying a refrigerant for cooling the secondary battery,
The plurality of battery modules are arranged side by side and stacked,
An inlet for introducing the refrigerant supplied from the refrigerant supply means into the case on at least one surface of the case, and an outlet for discharging the refrigerant introduced into the case through the inlet And are provided,
An assembled battery further comprising partition means for blocking between the introduction port and the discharge port formed on at least one surface of the case between the battery modules.
The assembled battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the partitioning unit has an inclined portion for directing the refrigerant supplied from the refrigerant supply unit toward the introduction port around the introduction port of the case.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008204763A (en) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Toyota Motor Corp | Power storage device |
JP2020053223A (en) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | いすゞ自動車株式会社 | Battery device |
WO2022082388A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 江苏时代新能源科技有限公司 | Case body for battery, battery, electric device, and method and device for preparing battery |
WO2022082390A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 江苏时代新能源科技有限公司 | Box body for battery, battery, power consuming device, and method and device for preparing battery |
-
2005
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008204763A (en) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Toyota Motor Corp | Power storage device |
JP4513815B2 (en) * | 2007-02-20 | 2010-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | Power storage device |
US8298699B2 (en) | 2007-02-20 | 2012-10-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaihsa | Power storage device |
JP2020053223A (en) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | いすゞ自動車株式会社 | Battery device |
JP7159751B2 (en) | 2018-09-26 | 2022-10-25 | いすゞ自動車株式会社 | battery device |
WO2022082388A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 江苏时代新能源科技有限公司 | Case body for battery, battery, electric device, and method and device for preparing battery |
WO2022082390A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 江苏时代新能源科技有限公司 | Box body for battery, battery, power consuming device, and method and device for preparing battery |
US11926225B2 (en) | 2020-10-19 | 2024-03-12 | Jiangsu Contemporary Amperex Technology Limited | Case of battery, battery, power consumption device, and method and device for producing battery |
US11936027B2 (en) | 2020-10-19 | 2024-03-19 | Jiangsu Contemporary Amperex Technology Limited | Case of battery, battery, power consumption device, and method and device for producing battery |
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