DE60212504T2

DE60212504T2 - Kühlvorrichtung an der Gehäuse einer sekundären Batterie

Info

Publication number: DE60212504T2
Application number: DE2002612504
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Toyohashi-shi Ogata; Toyohiko Toyota-shi Etoh
Original assignee: Toyota Motor Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2022-07-02
Also published as: JP4303430B2; EP1278251B1; JP2003017141A; DE60212504D1; EP1278251A1; US20030003351A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine sekundäre Batterie, die in einem Elektrofahrzeug oder dergleichen verwendet wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine dünne, rechtwinklig-parallelepipedförmige sekundäre Batterie, die eine verbesserte Kühlwirkung hat.
2. BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN GEBIETS:
Eine sekundäre Batterie, die wiederholt geladen und entladen werden kann, wird als eine Leistungsquelle für einen Motor in verschiedenen Arten von Elektrofahrzeugen verwendet, zum Beispiel in einem Hybrid-Elektrofahrzeug oder dergleichen. Wenn eine sekundäre Batterie in einem Elektrofahrzeug verwendet wird, ist es erforderlich, dass sie eine große elektrische Kapazität und eine hohe Spannung hat. Folglich werden mehrere sekundäre Batterien kombiniert, um einen Batterieblock zu bilden, wobei der Batterieblock in einem Fahrzeug angebracht ist.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine beispielhafte sekundäre Batterie 200 zeigt, die einen Batterieblock bildet, der in einem Elektrofahrzeug angebracht werden soll. Die sekundäre Batterie 200 hat ein Batteriegehäuse 50. Das Batteriegehäuse 50 hat einen Batteriegehäusekörper 51, der in eine dünne, rechtwinklig-parallelepipedische Form geformt ist, die eine offene Oberseite und eine streifenförmige Abdeckung 53 besitzt, um die offene Oberseite des Batteriegehäusekörpers 51 abzudecken.
Das dünne, rechtwinklig-parallelepipedförmige Batteriegehäuse 50 hat eine kleine Dicke D2, eine Höhe H größer als die Dicke D2, und eine Breite W größer als die Höhe H.
Ein Innenraum des Batteriegehäusekörpers 51 ist beispielsweise durch fünf Wände, die sich in die Dickenrichtung D2 erstrecken, wobei sie in der Breitenrichtung W gleichmäßig voneinander beabstandet sind, in sechs Reaktionskammern unterteilt. Jede der Reaktionskammern enthält mehrere positive Platten und mehrere negative Platten, die sich in die Breitenrichtung W des Batteriegehäuses 50 erstrecken.
In jeder Reaktionskammer sind die positiven Platten und die negativen Platten vorgesehen, wobei sie durch Trennelemente voneinander isoliert sind. Alle positiven Platten in der Reaktionskammer sind mit einer Pluspol-Sammelplatte verbunden, die sich in die Dickenrichtung D2 erstreckt. Alle negativen Platten in der Reaktionskammer sind mit einer Minuspol-Sammelplatte verbunden, die sich in die Dickenrichtung D2 erstreckt. Die Pluspol-Sammelplatte und die Minuspol-Sammelplatte liegen einander in der Reaktionskammer gegenüber, wobei alle positiven Platten und alle negativen Platten dazwischen eingefügt sind. Alle positiven Platten und alle negativen Platten und die Sammelplatten sind mit einem Elektrolyt in der Reaktionskammer in Kontakt.
An einer Seitenfläche 51x des Batteriegehäusekörpers 51 ist ein Anschluss 55a des Pluspols vorgesehen. Dieser Anschluss 55a ist mit der Pluspol-Sammelplatte, die in der Reaktionskammer angrenzend an die Oberfläche 51x angeordnet ist, in Reihe geschaltet. Bei einer weiteren Seitenfläche 51y des Batteriegehäusekörpers 51 ist ein Anschluss 55b des Minuspols vorgesehen. Dieser Anschluss 55b ist mit der Sammelplatte des Minuspols, der in der Reaktionskammer angrenzend an die Oberfläche 51y angeordnet ist, in Reihe geschaltet. Die Pluspol-Sammelplatte und die Minuspol-Sammelplatte sind jeweils mit der Pluspol-Sammelplatte und der Minuspol-Sammelplatte in einer angrenzenden Reaktionskammer in Serie geschaltet.
Mehrere sekundäre Batterien 200 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau werden nebeneinander in der Dickenrichtung D2 gestapelt und miteinander in Reihe oder parallel geschaltet, um einen Batterieblock zu bilden. Der Batterieblock wird in einem Elektrofahrzeug angebracht.
Bei der sekundären Batterie 200 besteht ein Problem darin, dass wegen eines durch eine Batteriereaktion verursachten Reaktionswiderstands und wegen eines durch Sammeln von Elektrizität und durch eine Verbindung zwischen den Komponenten verursachten Komponentenwiderstands eine Temperatur in der Reaktionskammer ansteigt und folglich eine Temperatur des Batteriegehäuses 50 ansteigt. Insbesondere wenn eine große Menge Strom geladen und/oder entladen wird, steigt die Temperatur des Batteriegehäuses 50 erheblich an. Wenn die Temperatur in der Reaktionskammer ansteigt, wird die Batteriereaktion in der Reaktionskammer geschwächt. Folglich wird Kühlluft zugeführt und diese bewegt sich durch den Zwischenraum zwischen einem Paar gestapelter sekundärer Batterien in die Höhenrichtung H (z. B. von dem Boden zu der Oberseite des Batteriegehäuses 50 in 13), um das Batteriegehäuse 50 der sekundären Batterie zu kühlen.
Eine sekundäre Batterie 200 besitzt Stege 54, die sich in die Höhenrichtung H an jeder Oberfläche 51b längs der Breitenrichtung W des Batteriegehäusekörpers 51 mit einem bestimmten Abstand dazwischen in der Breitenrichtung W erstrecken, damit sich die Kühlluft durch die Zwischenräume zwischen dem Paar gestapelter sekundärer Batterien gleichmäßig hindurchbewegen kann. Dadurch, dass die Stege 54 einer sekundären Batterie in einem Aufbau, bei dem die Batterien 200 nebeneinander gestapelt sind, in Kontakt mit jenen einer angrenzenden sekundären Batterie gehalten werden, werden Zwischenräume zwischen den Oberflächen 51b der sekundären Batterien 200 ausgebildet, damit sich die Kühlluft hindurchbewegen kann. Die sekundäre Batterie 200 wird dadurch gekühlt, dass sich die Kühlluft durch diese Zwischenräume bewegt.
Eine Anzahl von Vorsprüngen 51c sind an den Oberflächen 51b des Batteriegehäusekörpers 51 vorgesehen, um einen Widerstand der sekundären Batterie 200 gegen Druck zu verbessern.
In den letzten Jahren wurde zur Verbesserung einer Ausgangsleistung einer derartigen dünnen, rechtwinklig-parallelepipedförmigen sekundären Batterie 200 bei einer niedrigen Temperatur die Kapazität der sekundären Batterie 200 erhöht, indem nur die Dicke D2 des Batteriegehäuses 50 erhöht wurde, um die Anzahl der Platten zu erhöhen, die in jeder Reaktionskammer enthalten sind.
Ein derartiger Versuch, die Kapazität zu erhöhen, verursacht jedoch ein Problem, dass die Temperatur in jeder Reaktionskammer durch die Reaktionswärme weiter erhöht wird. Wie es zuvor beschrieben wurde, wird in einer derartigen sekundären Batterie 200 jede Reaktionskammer gekühlt, indem sich die Kühlluft längs der Oberflächen 51b des Batteriegehäuses 51 bewegt. Wenn nur die Dicke D2 des Batteriegehäuse 51 der sekundären Batterie 200 erhöht wird, nimmt eine Fläche zum Abstrahlen von Wärme wegen Kühlluft nicht zu. Folglich kann nicht jede Reaktionskammer ausreichend gekühlt werden.
EP-A-1 117 138 offenbart eine Batterie, die ein Batteriegehäuse umfasst, das in eine dünne, rechtwinklig-parallelepipedische Form geformt ist, und dessen Innenraum durch Wände, die sich in die Dickenrichtung erstrecken, zwischen denen in Breitenrichtung ein geeigneter Abstand vorhanden ist, in mehrere Reaktionskammern unterteilt ist. Ein Kühler ist an einer ganzen Außenfläche des Batteriegehäuses vorgesehen.
US-A-5 492 779 offenbart eine Batterie, die nach außen vorstehende Außenstege besitzt, die sich in eine Richtung senkrecht zu der Breite der Batterie erstrecken.
EP-A-0 881 693 und FR-A-2 742 002 offenbaren eine Batterie mit einer Außenfläche, die vertikal vorstehende Abschnitte und eine Platte enthält, die die gesamte Oberfläche der Außenfläche der Batterie abdeckt, wobei der Abstand, der zwischen der Außenfläche der Batterie und der Platte wegen der vorstehenden Abschnitte gebildet ist, so vorgesehen ist, dass ein Kühlfluid an der Außenfläche der Batterie zirkulieren kann, um die Batterie zu kühlen.
JP-A-01 014616 offenbart einen Batterieblock mit mehreren Batterien, die durch ein Abstandselement beabstandet sind, damit Luft in den Zwischenraum zwischen der Batterie zirkulieren kann, um die Batterie zu kühlen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine sekundäre Batterie geschaffen, die umfasst: ein Batteriegehäuse, das aus Kunstharz gebildet ist und in eine dünne, rechtwinklig-parallelepipedische Form geformt ist und dessen Innenraum durch Wände, zwischen denen in Breitenrichtung ein geeigneter Abstand vorhanden ist, in mehrere Reaktionskammern unterteilt ist; und mehrere Kühler, die an einer äußeren Oberfläche in Breitenrichtung des Batteriegehäuses vorgesehen sind, so dass sie den Reaktionskammern entsprechen; und wobei die Kühler in Breitenrichtung jeweils voneinander getrennt sind.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jeder der Kühler aus einer Metallplatte gebildet, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Kühler durch Einsatzgießen einteilig mit dem Batteriegehäuse ausgebildet.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind auf einer Oberfläche jedes Kühlers mehrere Nuten, die sich in Breitenrichtung des Batteriegehäuses erstrecken, und mehrere Nuten, die sich in Höhenrichtung erstrecken, vorgesehen.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jeder der Kühler aus mehreren Abstrahlungsteilen gebildet, die in Breitenrichtung des Batteriegehäuses und in Höhenrichtung angeordnet sind.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jeder der Kühler mehrere konvexe Streifen auf, die sich in der Höhenrichtung des Batteriegehäuses erstrecken.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stehen die konvexen Streifen jedes der Kühler von der Oberfläche in Breitenrichtung des Batteriegehäuses vor.
Folglich ermöglicht die hier beschriebene Erfindung die Vorteile des Schaffens einer sekundären Batterie, bei der ein Batteriegehäuse sogar dann gekühlt wird, wenn eine Dicke des Batteriegehäuses erhöht ist.
Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen für den Fachmann auf dem Gebiet hervor, wenn er die folgende ausführliche Beschreibung anhand der beigefügten Figuren liest und versteht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer sekundären Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Kühler zeigt, der in der sekundären Batterie von 1 verwendet wird.
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der kombinierten sekundären Batterien von 1 zeigt.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen weiteren Kühler zeigt, der in der sekundären Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
5 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts, der in 4 mit A angegeben ist.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel des Kühlers zeigt, der in der sekundären Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
7 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts, der in 6 mit B angegeben ist.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die nochmals einen weiteren Kühler zeigt, der in der sekundären Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
9 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts, der in 8 durch C angegeben ist.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt eines nochmals weiteren Kühlers zeigt, der in der sekundären Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
11 ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Abschnitts der kombinierten sekundären Batterien, der in der sekundären Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
12 ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Abschnitts der kombinierten sekundären Batterien, der in der sekundären Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen sekundären Batterie zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine beispielhafte sekundäre Batterie 100 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die sekundäre Batterie 100 ist beispielsweise eine Nickelmetall-Hybridbatterie. Mehrere sekundäre Batterien 100 werden kombiniert, um als eine Leistungsquelle für einen Motor in einem Elektrofahrzeug verwendet zu werden. Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die sekundäre Batterie ein Batteriegehäuse 10. Das Batteriegehäuse 10 enthält Polplatten und einen Elektrolyt. Das Batteriegehäuse 10 hat einen dünnen, rechtwinklig-parallelepipedförmigen Batteriegehäusekörper 11, der eine offene Oberseite und eine streifenförmige Abdeckung 13 besitzt, um die offene Oberseite des Batteriegehäusekörpers 11 abzudecken.
Das Batteriegehäuse 10 ist einteilig aus Kunstharz gebildet. Eine Dicke D1 des Batteriegehäuses 10 ist doppelt so groß wie die Dicke D2 der herkömmlichen dünnen, rechtwinklig-parallelepipedförmigen sekundären Batterie, die in 13 gezeigt ist, um so eine Ausgangsleistung der sekundären Batterie 100 zu erhöhen, während eine niedrige Temperatur beibehalten wird. Eine Höhe H und eine Breite W des Batteriegehäuses 10 sind etwa gleich der Höhe H und der Breite W des herkömmlichen Batteriegehäuses 50, das in 13 gezeigt ist. Die Höhe H ist größer als die Dicke D1 und die Breite W ist größer als die Höhe H.
Ein Innenraum des Batteriegehäusekörpers 11 ist durch fünf Wände, die sich in die Dickenrichtung D1 erstrecken, wobei sie in die Breitenrichtung W gleichmäßig beabstandet sind, in beispielsweise sechs Reaktionskammern unterteilt. Jede der Reaktionskammern enthält mehrere positive Platten und mehrere negative Platten, die sich in die Breitenrichtung W des Batteriegehäuses 10 erstrecken.
In jeder Reaktionskammer sind die positiven Platten und die negativen Platten vorgesehen, wobei sie durch Trennelemente voneinander isoliert sind. Alle positiven Platten in der Reaktionskammer sind mit einer Pluspol-Sammelplatte verbunden, die sich in die Dickenrichtung D1 erstreckt. Alle negativen Platten in der Reaktionskammer sind mit einer Minuspol-Sammelplatte verbunden, die sich in der Dickenrichtung D1 erstreckt. Die Pluspol-Sammelplatte und die Minuspol-Sammelplatte liegen einander in der Reaktionskammer gegenüber, wobei alle positiven Platten und alle negativen Platten dazwischen eingefügt sind. Alle positiven Platten und alle negativen Platten und die Sammelplatten sind mit einem Elektrolyt in der Reaktionskammer in Kontakt.
An einer Seitenfläche 11x des Batteriegehäusekörpers 11 ist ein Anschluss 20a des Pluspols vorgesehen. Dieser Anschluss 20a ist mit der Pluspol-Sammelplatte, die in der Reaktionskammer angrenzend an die Oberfläche 11x angeordnet ist, in Reihe geschaltet. An einer weiteren Seitenfläche 11y des Batteriegehäusekörpers 11 ist ein Anschluss 20b des Minuspols vorgesehen. Dieser Anschluss 20b ist mit der Minuspol-Sammelplatte, die in der Reaktionskammer angrenzend an die Oberfläche 11y angeordnet ist, in Reihe geschaltet. Die Pluspol-Sammelplatten und die Minuspol-Sammelplatten in den Reaktionskammern sind miteinander in Reihe geschaltet, außer bei den Reaktionskammern, sie sich an beiden Enden des Batteriegehäuse 10 (in der Breitenrichtung W) befinden, deren Sammelplatten jeweils mit den Anschlüssen 20a und 20b verbunden sind.
An einer Seitenfläche, bzw. an Seitenflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 sind in der Breitenrichtung W Stege 14 vorgesehen, die sich in die Höhenrichtung H erstrecken (z. B. von dem Boden zu der Oberseite des Batteriegehäuses 10 in 1), um so den Wänden zu entsprechen, die in dem Batteriegehäusekörper 11 vorgesehen sind. Die Stege 14, sie sich in die Höhenrichtung H erstrecken, sind auch an Kantenflächen der Seitenflächen 11b vorgesehen, die bei dem Batteriegehäusekörper 11 nahe bei den Seitenflächen 11x und 11y liegen. Zwischen einem Paar Stege 14, die aneinander angrenzen, ist ein Kühler 12 vorgesehen, wie es in 2 gezeigt ist.
Die Kühler 12 sind aus einer Metallplatte wie etwa Aluminium oder Stahl, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat, gebildet, und sie sind ein eine rechtwinklige Form in einer entsprechenden Größe an einer inneren Oberfläche in der Breitenrichtung W in einer Reaktionskammer geformt, die in dem Batteriegehäusekörper 11 vorgesehen ist. Eine gesamte Oberfläche des Kühlers 12 ist eben.
Die Kühler 12 sind beispielsweise durch Verwenden von Einsatzgießen in die Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 so verlegt, dass sie den Reaktionskammern gegenüberliegen.
Die an der Oberseite des Batteriegehäusekörpers 11 vorgesehene Abdeckung 13 ist aus einem Kunstharz gebildet, das jenem, das für den Batteriegehäusekörper 11 verwendet wird, ähnlich ist, so dass sie in einer Streifenform vorliegt und an einem oberen Abschnitt des Batteriegehäusekörpers 11 einteilig befestigt ist. Die Abdeckung 13 umfasst einen Gasauslass 13a, um Gas von Innen nach Außen zu entlüften, wenn der Innendruck in der Reaktionskammer auf einen vorgegebenen Wert oder darüber ansteigt.
Mehrere sekundäre Batterien 100, die den zuvor beschriebenen Aufbau haben, werden nebeneinander in der Dickenrichtung D1 des Batteriegehäuses 10 gestapelt, und die gestapelten sekundären Batterien werden miteinander in Reihe oder parallel geschaltet, um einen Batterieblock zu bilden. Bei einem derartigen Aufbau werden die sekundären Batterien so nebeneinander gestapelt, dass die Stege 14, die an einer sekundären Batterie vorgesehen sind, mit jenen in Kontakt sind, die an einer gegenüberliegenden sekundären Batterie vorgesehen sind. 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der kombinierten sekundären Batterien zeigt. Wie es in 3 gezeigt ist, sind Abstände 40 zwischen den gestapelten se kundären Batterien 100, und zwischen einem Paar der Stege 14, die miteinander in Kontakt sind, und einem angrenzenden Paar der Stege 14, die miteinander in Kontakt sind, ausgebildet.
In dem Batterieblock, der eine Anzahl sekundärer Batterien 100 umfasst, die miteinander kombiniert sind, ist Kühlluft in Richtung auf den unteren Abschnitt der sekundären Batterie 100 zum Kühlen der sekundären Batterien 100 vorgesehen. Die Kühlluft, die in Richtung auf den unteren Abschnitt der sekundären Batterie 100 vorgesehen ist, bewegt sich durch die Zwischenräume 40 zwischen einem Paar gestapelter sekundärer Batterien 100 von dem Boden bis zur Oberseite (d. h. in Bezug auf 1). Folglich werden die sekundären Batterien 100, die sich an beiden Seiten der Zwischenräume 40 befinden, durch die Kühlluft gekühlt.
Die an den Oberflächen 11b der Batteriegehäuse 10 der sekundären Batterien 100 befestigten Kühler 12 sind mit den Zwischenräumen 40, durch die sich die Kühlluft bewegt, in Kontakt. Folglich kühlt die Kühlluft, die sich durch die Zwischenräume 40 bewegt, wirksam die Kühler 12 ab, und folglich können die Oberflächen 11b der Batteriegehäuse 10 der sekundären Batterien 100, an denen die Kühler 12 befestigt sind, wirksam gekühlt werden.
Die in 1 gezeigte sekundäre Batterie 100 hat eine relativ große Dicke D1 des Batteriegehäuses 10 und die Anzahl von positiven Platten und von negativen Platten, die in den Reaktionskammern des Batteriegehäuses 10 enthalten sind, ist in Bezug auf die herkömmlichen sekundären Batterien relativ erhöht. Folglich nimmt der Strom zum Laden und/oder Entladen der Batterie zu und ein Temperaturanstieg in der Reaktionskammer wird begünstigt. Da die Kühler 12 an den Oberflächen 11b des Batteriegehäuses 10 so vorgesehen sind, dass sie den Reaktionskammern entsprechen, werden die Kühler 12 jedoch durch die Kühlluft, die sich durch die Zwischenräume 40 bewegt, wirksam gekühlt. Folglich werden die Oberflächen 11b des Batteriegehäuses 10 wirksam gekühlt. Das Kühlen der Reaktionskammern wird begünstigt. Im Ergebnis wird der Temperaturanstieg in der Reaktionskammer unterdrückt.
Wie es zuvor beschrieben wurde, stellt die sekundäre Batterie 100 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Unterdrückung des Temperaturanstiegs in der Reaktionskammer sogar dann sicher, wenn die Dicke D1 erhöht ist und der Temperaturanstieg in den Reaktionskammern begünstigt wird. Folglich kann die sekundäre Batterie 100 gemäß der vorliegenden Erfindung beständig für eine lange Zeit verwendet werden.
Die Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 des Batteriegehäuses 10, das aus einem Kunstharz hergestellt ist, werden mit den Kühlern 12 bedeckt, die aus Metall hergestellt sind. Folglich wird verhindert, dass Feuchtigkeit oder Wasserstoffgas in den Reaktionskammern die Oberflächen 11b des aus Kunstharz hergestellten Batteriegehäusekörpers 11 durchdringt und aus den Reaktionskammern austritt. Folglich kann die sekundäre Batterie 100 gemäß der vorliegenden Erfindung beständiger für eine lange Zeit verwendet werden.
Die Kühler 12, die so vorgesehen sind, dass sie den Reaktionskammern entsprechen, erstrecken sich in die Höhenrichtung H, die eine Richtung ist, in die sich die Kühlluft hindurch bewegt. Beispielsweise kann in den Reaktionskammern wegen des Temperaturanstiegs eine Temperatur bei dem oberen Abschnitt höher sein als die Temperatur bei dem unteren Abschnitt. Da sich die Kühlluft jedoch von dem Boden zu der Oberseite der sekundären Batterie bewegt und da die Kühler 12, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen, gleichförmig Wärme abstrahlen, können die Temperaturen in den gesamten Reaktionskammern ausgeglichen werden. Wenn die Kühler 12 nicht für jede der Reaktionskammern vorgesehen sind, und wenn keine Kühlluft vorgesehen ist, hat das Batteriegehäuse 10 eine maximale Temperatur von 50°C bei dem oberen Abschnitt und von 40°C bei dem unteren Abschnitt. Durch Bereitstellen der Kühler 12 und dadurch, dass sich die Kühlluft von dem Boden zu der Oberseite bewegt, wird jedoch die maximale Temperatur auf etwa 45°C in dem ganzen Batteriegehäuse 10 angeglichen.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel des Kühlers 12 zeigt. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der in 4 mit A angegeben ist. Wie es zuvor beschrieben wurde, sind die Kühler 12 aus einer Metallplatte wie etwa Aluminium, das eine hohe Leitfähigkeit hat, gebildet, und in eine rechtwinklige Form einer vorgegebenen Größe geformt. An beiden Seitenflächen sind Nuten 12a, die V- förmige Querschnitte besitzen, in der Höhenrichtung H und in der Breitenrichtung W mit einem bestimmten Abstand dazwischen ausgebildet. Die Querschnitte der Nuten 12a sind nicht auf eine V-Form beschränkt. Die Querschnitte von Nuten 12a können eine U-Form oder eine weitere ähnliche Form aufweisen.
Die Kühler 12, die den zuvor beschriebenen Aufbau haben, werden an den Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 des Batteriegehäuses 10 der sekundären Batterie 100 befestigt, so dass sie den jeweiligen Reaktionskammern entsprechen. Folglich kann das Batteriegehäuse 10 durch die Kühler 12, die an den Oberflächen 11b befestigt sind, wirksam gekühlt werden und es kann beständig für eine lange Zeit verwendet werden.
Wenn der Druck in den Reaktionskammern wegen einer elektrochemischen Reaktion, die sich in der Reaktionskammer ereignet, ansteigt, kann sich das Batteriegehäuse 10 beispielsweise in die Breitenrichtung W verbiegen. In dem Batteriegehäuse 10 befinden sich an den Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 mehrere Kühler 12 parallel in Breitenrichtung W. Jeder Kühler 12 hat Nuten 12a, die sich in die Breitenrichtung W oder in die Höhenrichtung H erstrecken. Folglich biegen sich die Kühler 12 so, dass sie sich der Verbiegung des Batteriegehäusekörpers 11 anpassen. Folglich lösen sich die Kühler 12 nicht von den Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 ab und die Kühler 12 werden nicht beschädigt.
Auch wenn sich der Batteriegehäusekörper 11 des Batteriegehäuses 10 in der Höhenrichtung H verbiegt, verbiegen sich die Kühler 12 so, dass sie sich der Verbiegung in Höhenrichtung H des Batteriegehäusekörpers 11 anpassen, da die Kühler 12 die Nuten 12a enthalten, die sich in Breitenrichtung W erstrecken. Folglich lösen sich die Kühler 12 nicht von den Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 ab und die Kühler 12 werden nicht beschädigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel des Kühlers 12 zeigt. 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der in 6 mit B angegeben ist. Die Kühler 12 werden aus einer Anzahl von Abstrahlungsteilen 12b gebildet, die aus einer Metallplatte wie etwa Aluminium gebildet sind, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Auf Flächen, die den jeweiligen Reaktionskammern an den Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 entsprechen, sind die Abstrahlungsteile 12b in einem Gittermuster in der Höhenrichtung H und Breitenrichtung W mit Schlitzen 12c dazwischen vorgesehen und in den Oberflächen 11b verlegt.
Da die Kühler 12 aus einer Anzahl von Abstrahlungsteilen 12b, die voneinander getrennt sind, gebildet sind, passen sich folglich die Kühler 12 weiter der Verbiegung des Batteriegehäusekörpers 11 an. Da die Kühler 12 voneinander getrennt sind, auch wenn sich der Batteriegehäusekörper 11 verbiegt, werden die Kühler 12 nicht beschädigt.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein nochmals weiteres Beispiel des Kühlers 12 zeigt. 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der in 8 mit C angegeben ist. Die Kühler 12 sind aus einer Metallplatte wie etwa Aluminium gebildet, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat. Auf einer Oberfläche, die mit den Zwischenräumen 40 in Kontakt ist, wenn die sekundären Batterien 100 nebeneinander gestapelt sind, sind mehrere konvexe Streifen 12d vorgesehen, die sich mit einem gleichen Abstand dazwischen in der Breitenrichtung W in die Höhenrichtung H erstrecken. Beispielsweise werden die konvexen Streifen 12d gebildet, indem Nuten geschnitten werden, die konstante Breiten in der Höhenrichtung H in einer Oberfläche einer Metallplatte aufweisen. In dem Batteriegehäusekörper 11, der einen derartigen Aufbau hat, stehen die konvexen Streifen 12d nicht von den Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 vor, da die Kühler 12 in die Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 verlegt sind.
In den Kühlern 12, die den zuvor beschriebenen Aufbau haben, befinden sich die konvexen Streifen 12d in den Zwischenräumen 40, die durch Stapeln eines Paars der sekundären Batterien 100 nebeneinander ausgebildet werden. Folglich nimmt der Oberflächenbereich der Kühler 12, der mit der Kühlluft in Kontakt ist, die sich durch die Zwischenräume 40 bewegt, zu, und die Kühler 12 werden wirksam gekühlt.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die ein nochmals weiteres Beispiel des Kühlers 12 zeigt. Ähnlich wie die in 8 und 9 gezeigten Kühler 12 sind die in 10 gezeigten Kühler 12 aus einer Metallplatte wie etwa Aluminium gebildet, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat. Mehrere konvexe Streifen 12d, die sich in die Höhenrichtung H erstrecken, sind mit gleichen Abständen dazwischen in der Breitenrichtung W ausgebildet. Die konvexen Streifen 12d sind so geformt, dass die konvexen Streifen 12d von den Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 vorstehen und auf eine Oberfläche der Stege 14 ausgerichtet sind, die an den Oberflächen 11b vorgesehen sind, wenn die Kühler 12 in Bereichen verlegt sind, die den Reaktionskammern an den Oberflächen 11b des Batteriegehäusekörpers 11 entsprechen. Der Abstand zwischen den in 10 gezeigten konvexen Streifen 12d ist kleiner als der Abstand zwischen den konvexen Streifen 12d, die an den in 8 und 9 gezeigten Kühlern 12 vorgesehen sind.
Wenn die sekundären Batterien 100, die die Kühler 12 enthalten, die den zuvor beschriebenen Aufbau haben, nebeneinander gestapelt werden, sind, wie es in 11 gezeigt ist, die Stege 14, die an einer sekundären Batterie vorgesehen sind, in Kontakt mit jenen, die an einer gegenüberliegenden sekundären Batterie vorgesehen sind. Die konvexen Streifen 12d einer sekundären Batterie sind auch in Kontakt mit jenen einer gegenüberliegenden sekundären Batterie. Folglich werden die Zwischenräume 40 zum Hindurchbewegen der Kühlluft zwischen einem Paar konvexer Streifen 12d, die miteinander in Kontakt sind, und einem angrenzenden Paar konvexer Streifen 12d, die miteinander in Kontakt sind, ausgebildet.
Durch Hindurchbewegen der Kühlluft durch die Zwischenräume 40 werden die Kühler 12 gekühlt. Da die konvexen Streifen 12d in den in 11 gezeigten Kühlern 12 vorgesehen sind, nimmt der Oberflächenbereich, der in Kontakt mit Kühlluft ist, zu und die Kühler 12 werden wirksam gekühlt.
Da sich die Kühlluft durch die Zwischenräume bewegt, die die schmalen Querschnitte besitzen, die durch die an den Kühlern 12 vorgesehenen konvexen Streifen 12d definiert werden, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft darüber hinaus zu, wodurch die Kühler 12 noch wirksamer gekühlt werden.
Der Aufbau der konvexen Streifen 12d, die an den Kühlern 12 ausgebildet sind, ist nicht auf den Aufbau beschränkt, bei dem ein Paar konvexer Streifen 12d in Kontakt miteinander ist, wenn die sekundären Batterien 100 nebeneinander gestapelt sind.
Wie es in 12 gezeigt ist, können stattdessen die konvexen Streifen 12d weiter vorstehen, um mit dem mittleren Abschnitt zwischen zwei angrenzenden konvexen Streifen 12d der gegenüberliegenden Kühler 12 in Kontakt zu sein, anstatt dass die konvexen Streifen 12d jedes der Kühler 12 miteinander in Kontakt sind.
Wie es zuvor beschrieben wurde, werden die Zwischenräume 40 durch die konvexen, ineinander greifenden Streifen 12d ausgebildet, die an jedem der Kühler 12 vorgesehen sind, die miteinander in Kontakt sind. Durch Hindurchbewegen der Kühlluft durch die Zwischenräume 40 werden die Kühler 12 gekühlt. Da die konvexen Streifen 12d in den in 12 gezeigten Kühlern 12 vorgesehen sind, nimmt der Oberflächenbereich, der mit Kühlluft in Kontakt ist, die sich durch die Zwischenräume 40 bewegt, zu, und die Kühler 12 werden wirksam gekühlt.
Da sich die Kühlluft durch die Zwischenräume bewegt, die die kleinen Querschnitte haben, die durch die konvexen Streifen 12d definiert sind, die an den Kühlern 12 vorgesehen sind, nimmt darüber hinaus die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft zu, wodurch die Kühler 12 noch wirksamer gekühlt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind an der Oberfläche des Batteriegehäuses der sekundären Batterie, das aus Kunstharz gebildet und in eine dünne, rechtwinklig-parallelepipedische Form geformt ist, Kühler vorgesehen, so dass sie den jeweiligen Reaktionskammern entsprechen, die in dem Batteriegehäuse vorgesehen sind, und folglich werden die Reaktionskammern wirksam gekühlt. Im Ergebnis kann der Temperaturanstieg innerhalb der Kammer unterdrückt werden, auch wenn die Dicke des Batteriegehäuses wegen einer Erhöhung der Anzahl der Polplatten in der Reaktionskammer erhöht wird.
Viele weitere Abwandlungen gehen für einen Fachmann auf dem Gebiet hervor und können von diesem leicht durchgeführt werden, ohne vom Umfang dieser Erfindung abzuweichen. Entsprechend ist es nicht beabsichtigt, dass der Umfang der hier beigefügten Ansprüche auf die hier dargelegte Beschreibung beschränkt ist, sondern dass vielmehr die Ansprüche umfassend verstanden werden sollen.

Claims

Sekundäre Batterie, die umfasst: ein Batteriegehäuse, das aus Kunstharz gebildet ist und in eine dünne, rechtwinklig-parallelepipedische Form geformt ist und dessen Innenraum durch Wände, zwischen denen in Breitenrichtung ein geeigneter Abstand vorhanden ist, in mehrere Reaktionskammern unterteilt ist; und mehrere Kühler, die an einer äußeren Oberfläche in Breitenrichtung des Batteriegehäuses vorgesehen sind, so dass sie den Reaktionskammern entsprechen; und wobei die Kühler in Breitenrichtung jeweils voneinander getrennt sind.
Sekundäre Batterie nach Anspruch 1, bei der jeder der Kühler aus einer Metallplatte gebildet ist, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat.
Sekundäre Batterie nach Anspruch 1, bei der die Kühler durch Einsatzgießen einteilig mit dem Batteriegehäuse ausgebildet sind.
Sekundäre Batterie nach Anspruch 1, bei der auf einer Oberfläche jedes Kühlers mehrere Nuten, die sich in Breitenrichtung des Batteriegehäuses erstrecken, und mehrere Nuten, die sich in Höhenrichtung erstrecken, vorgesehen sind.
Sekundäre Batterie nach Anspruch 1, bei der jeder der Kühler aus mehreren Abstrahlungsteilen gebildet ist, die in Breitenrichtung des Batteriegehäuses und in Höhenrichtung angeordnet sind.
Sekundäre Batterie nach Anspruch 1, bei der jeder der Kühler mehrere konvexe Streifen aufweist, die sich in der Höhenrichtung des Batteriegehäuses erstrecken.
Sekundäre Batterie nach Anspruch 6, bei der die konvexen Streifen jedes der Kühler von der Oberfläche in Breitenrichtung des Batteriegehäuses vorstehen.