JP2009158229A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、装置の内部における圧力上昇を抑制する機能を備えた蓄電装置に関するものである。 The present invention relates to a power storage device having a function of suppressing an increase in pressure inside the device.
従来の電池パックの構成としては、電気的に接続された複数の単電池（二次電池）と、これらの単電池を密閉状態で収容するケースとを有したものがある。ここで、過充電等によって単電池が異常状態となった場合には、単電池からガスが発生するおそれがある。このように単電池からガスが発生した場合には、単電池を収容するケースの内部における圧力が上昇することになる。 As a configuration of a conventional battery pack, there is one having a plurality of electrically connected unit cells (secondary cells) and a case for accommodating these unit cells in a sealed state. Here, when the unit cell becomes abnormal due to overcharge or the like, gas may be generated from the unit cell. Thus, when gas is generated from a single cell, the pressure inside the case that accommodates the single cell increases.
そこで、ケースの内圧が上昇するのを抑制するために、ケースに安全弁を設け、ケースの内部で発生したガスを外部に逃がすようにしているものがある。具体的には、安全弁をケースの上面に設けて、安全弁からガスを排出させるようにしている。
上述した安全弁を備えた電池パックにおいて、ケースの上面のうち略中央に位置する領域に安全弁を配置した場合には、以下に説明する不具合が生じてしまう。 In the battery pack provided with the above-described safety valve, when the safety valve is arranged in a region located substantially in the center of the upper surface of the case, the following problems occur.
ケースの内部でガスが発生した場合には、ケースが内側からの圧力を受けて変形することになる。ここで、ケースは、通常、複数の面（上下左右の面）で構成されており、各面は、この端部において他の面と接続されている。このような構成のケースが内圧の上昇によって変形した場合には、ケースを構成する各面の中央側の領域は、端部側の領域よりも変形量が大きくなる。 When gas is generated inside the case, the case is deformed by receiving pressure from the inside. Here, the case is usually composed of a plurality of surfaces (upper, lower, left and right surfaces), and each surface is connected to the other surface at this end. When the case having such a configuration is deformed by an increase in internal pressure, the deformation amount in the central region of each surface constituting the case is larger than the region on the end side.
ここで、ケースを構成する面（上面）の中央側の領域に安全弁を設けると、中央側の領域の変形によって安全弁も変形しやすくなってしまう。そして、安全弁が変形してしまうと、安全弁を正常に動作させることができなくなってしまう。すなわち、安全弁は、ケースの内圧が所定値に到達したときに、開き状態となってガスを排出させるように設計されているが、安全弁が変形してしまうと、ケースの内圧が所定値に到達しても開き状態とならないことがある。 Here, if a safety valve is provided in the central region of the surface (upper surface) constituting the case, the safety valve is also easily deformed due to the deformation of the central region. And if a safety valve deform | transforms, it will become impossible to operate a safety valve normally. That is, the safety valve is designed to open and discharge gas when the internal pressure of the case reaches a predetermined value. However, if the safety valve is deformed, the internal pressure of the case reaches the predetermined value. Even if it does not open.
本願第１の発明である蓄電装置は、蓄電体と、蓄電体との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体と、蓄電体及び熱交換媒体を収容するケースと、ケース内で発生したガスを外部に放出させるための弁とを有し、弁を、ケースの上面と、上面に隣接した側面とによって形成される角部の領域内に配置したことを特徴とする。ここで、弁を、ケースの上面と、上面に隣接するとともに、互いに隣接する第１及び第２の側面とによって形成される角部の領域内に配置することもできる。 A power storage device according to a first invention of the present application is generated in a power storage unit, a liquid heat exchange medium for exchanging heat between the power storage unit, a case storing the power storage unit and the heat exchange medium, and the case And a valve for releasing the gas to the outside, and the valve is disposed in a corner region formed by the upper surface of the case and the side surface adjacent to the upper surface. Here, the valve may be disposed in a corner region formed by the upper surface of the case and the first and second side surfaces adjacent to each other and adjacent to the upper surface.
本願第２の発明である蓄電装置は、複数の蓄電体と、複数の蓄電体を、この両端側でそれぞれ支持するための第１及び第２の支持部材と、複数の蓄電体と、第１及び第２の支持部材とを収容するケースと、ケースの上面に設けられ、ケース内で発生したガスを外部に放出させるための第１の弁とを有する。そして、第１の弁は、第１の支持部材が位置する面と、ケースのうち第１の支持部材と向かい合う側壁が位置する面との間に配置されている。 A power storage device according to a second invention of the present application includes a plurality of power storage units, first and second support members for supporting the plurality of power storage units at both ends, a plurality of power storage units, And a case that houses the second support member, and a first valve that is provided on the upper surface of the case and discharges the gas generated in the case to the outside. The first valve is disposed between the surface where the first support member is located and the surface where the side wall facing the first support member is located in the case.
ここで、蓄電体のうち、第１の支持部材によって支持される端部に、蓄電体の内部で発生したガスを外部に放出させるための第２の弁を設けることができる。また、蓄電体との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体と、熱交換媒体を流動させるためのファンとを、ケース内に収容した場合において、第１の弁及びファンを、複数の蓄電体に対して、ケースにおける互いに向かい合う側壁の側にそれぞれ配置することができる。 Here, a second valve for releasing the gas generated inside the power storage unit to the outside can be provided at an end portion of the power storage unit supported by the first support member. Further, when a liquid heat exchange medium for exchanging heat with the power storage unit and a fan for flowing the heat exchange medium are accommodated in the case, a plurality of first valves and fans are provided. The power storage units can be arranged on the side walls facing each other in the case.
さらに、ファンを駆動するための駆動源をケース内に収容した場合において、駆動源を、第２の支持部材が位置する面と、ケースのうち第２の支持部材と向かい合う側壁が位置する面との間に配置することができる。 Furthermore, when the drive source for driving the fan is housed in the case, the drive source is a surface on which the second support member is located, and a surface on which the side wall facing the second support member is located in the case. Can be placed between.
本願第３の発明である蓄電装置は、蓄電ユニットと、蓄電ユニット及び、蓄電ユニットとの間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体を収容するケースと、ケース内に収容され、熱交換媒体を流動させるためのファンと、ケースの上面に設けられ、ケース内で発生したガスを外部に放出させるための弁とを有する。そして、ファン及び弁は、蓄電ユニットに対して、ケースにおける互いに向かう合う側壁の側にそれぞれ配置されている。 A power storage device according to a third invention of the present application includes a power storage unit, a power storage unit, a case that stores a liquid heat exchange medium for performing heat exchange with the power storage unit, and a heat storage that is stored in the case. A fan for allowing the medium to flow and a valve provided on the upper surface of the case for releasing the gas generated in the case to the outside. The fan and the valve are respectively disposed on the side walls facing each other in the case with respect to the power storage unit.
本願第３の発明によれば、ファン及び弁を、蓄電ユニットに対して、ケースにおける互いに向かい合う側壁の側にそれぞれ配置することにより、ファン及び弁を離して配置することができる。ここで、弁からガスを排出させた場合には、排出時のガスによってケース内の熱交換媒体に乱流が生じることになる。そこで、本願第３の発明では、弁が設けられた位置（言い換えれば、乱流が生じ易い位置）から離れた位置に、ファンを設けることにより、熱交換媒体の乱流による負荷がファンに作用するのを抑制することができる。 According to the third aspect of the present invention, the fan and the valve can be arranged apart from each other by disposing the fan and the valve on the side walls facing each other in the case with respect to the power storage unit. Here, when the gas is discharged from the valve, a turbulent flow is generated in the heat exchange medium in the case by the discharged gas. Therefore, in the third invention of the present application, by providing the fan at a position away from the position where the valve is provided (in other words, the position where turbulent flow is likely to occur), the load due to the turbulent flow of the heat exchange medium acts on the fan. Can be suppressed.
本願第１の発明によれば、ケースの上面及び側面によって形成される角部の領域内に弁を配置しているため、上面や側面における中央の領域に弁を配置する場合に比べて、ケースの変形に伴う弁の変形を抑制することができる。これにより、弁を正常な状態（設計上の作動圧）で動作させることができる。 According to the first invention of this application, since the valve is arranged in the corner region formed by the upper surface and the side surface of the case, the case is compared with the case where the valve is arranged in the central region on the upper surface and the side surface. The deformation of the valve accompanying the deformation of can be suppressed. As a result, the valve can be operated in a normal state (designed operating pressure).
本願第２の発明によれば、第１の弁を、第１の支持部材が位置する面と、ケースのうち第１の支持部材と向かい合う側壁が位置する面との間に配置するようにしている。言い換えれば、ケースのうち、ガスの発生に伴う変形量が比較的少ない領域に、第１の弁を配置するようにしている。これにより、ケースの内圧が上昇することによってケースが変形しても、第１の弁の変形を抑制することができ、第１の弁を正常な状態（設計上の作動圧）で動作させることができる。 According to the second invention of the present application, the first valve is arranged between the surface where the first support member is located and the surface where the side wall facing the first support member of the case is located. Yes. In other words, the first valve is arranged in a region of the case where the amount of deformation accompanying the generation of gas is relatively small. Thereby, even if the case is deformed due to an increase in the internal pressure of the case, the deformation of the first valve can be suppressed, and the first valve is operated in a normal state (designed operating pressure). Can do.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例１である電池パック（蓄電装置）について説明する。図１は、本実施例の電池パックの概略を示す外観斜視図である。また、図２は、本実施例の電池パックの内部構成を示す概略図である。図１等において、Ｚ軸は、重力方向を示し、Ｘ軸及びＹ軸は、Ｚ軸に対して直交し、かつ互いに直交する方向を示している。
A battery pack (power storage device) that is
本実施例の電池パックは、例えば、車両（いわゆるハイブリッド自動車）に搭載することができる。具体的には、電池パックの出力を用いて車両を走行させたり、車両の回生エネルギを電池パックに充電させたりすることができる。 The battery pack of the present embodiment can be mounted on a vehicle (so-called hybrid vehicle), for example. Specifically, the vehicle can be driven using the output of the battery pack, or the battery pack can be charged with the regenerative energy of the vehicle.
図１において、電池パック１は、金属製のパックケース（第１のケース）２と、パックケース２の内部に収容される電池ユニット３及び撹拌機構４とを有している。パックケース２は、電池ユニット３及び撹拌機構４を収容する空間を有する収容部材２１と、収容部材２１の開口部を塞ぐ蓋部材２２とを有している。蓋部材２２は、この外縁部分において、収容部材２１にネジ等の締結部材によって固定されたり、溶接によって固定されたりする。これにより、パックケース２の内部は、密閉状態となる。
In FIG. 1, the
ここで、パックケース２の内部には、上述した部材の他にも、電池ユニット３との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体５が収容されている（図２参照）。すなわち、熱交換媒体５は、後述するように、電池ユニット３の温度上昇を抑制するために用いられる。熱交換媒体５は、絶縁性を有する液体であり、単電池３１で発生した熱をパックケース２に伝達させる機能を有しており、例えば、絶縁性の油や、フッ素系不活性液体を用いることができる。フッ素系不活性液体としては、例えば、フロリナート、Ｎｏｖｅｃ ＨＦＥ(hydrofluoroether)、Ｎｏｖｅｃ１２３０（スリーエム社製）を用いることができる。
Here, in addition to the members described above, a liquid
電池ユニット３は、複数の単電池（蓄電体としての二次電池）３１が電気的に接続されたものである。複数の単電池３１は、パックケース２の内部において、並列に配置されている。
The
ここで、単電池３１は充放電によって発熱するが、単電池３１に熱交換媒体５を接触させることにより、単電池３１及び熱交換媒体５の間で熱交換が行われ、単電池３１の熱が熱交換媒体５に伝達される。熱を持った熱交換媒体５は、パックケース２の内部で流動し、パックケース２の内壁面に接触することにより、パックケース２に熱を伝達することができる。そして、パックケース２に伝達された熱は、大気中に放出される。
Here, the
また、電池パック１を車両ボディの表面に配置した場合には、パックケース２に伝達された熱が、車両ボディにも伝達される。このように単電池３１で発生した熱を電池パック１の外部に放出させることにより、単電池３１の温度上昇を抑制することができる。
Further, when the
攪拌機構４は、図２に示すように、ファン４１と、ファン４１を駆動するための駆動モータ４２とを有している。ファン４１の外周面には、複数の羽根（不図示）が設けられており、ファン４１としては、クロスフローファン等を用いることができる。ファン４１の両端には、回転軸４１ａが設けられており、ファン４１は、回転軸４１ａを中心として回転するようになっている。ここで、ファン４１の一端に設けられた回転軸４１ａは、駆動モータ４２と連結されている。また、ファン４１の他端に設けられた回転軸４１ａは、パックケース２の内部に設けられた軸受け（不図示）によって支持されている。
As shown in FIG. 2, the stirring mechanism 4 includes a
ファン４１は、駆動モータ４２からの駆動力を受けて回転することにより、熱交換媒体５をパックケース２の内部において強制的に流動させる。駆動モータ４２としては、公知のモータを用いることができる。駆動モータ４２は、電池パック１の外部に配置されたコントローラ（不図示）と接続されており、コントローラからの制御信号を受けることによって駆動する。
The
ここで、コントローラは、電池ユニット３（単電池３１）の温度を検出するための温度センサ（不図示）からの出力信号に基づいて、駆動モータ４２の駆動を制御する。具体的には、コントローラは、温度センサによる検出温度が閾値よりも高いと判断した場合には、駆動モータ４２を駆動することによってファン４１を回転させる。これにより、パックケース２の内部において、熱交換媒体５を流動させて電池ユニット３（単電池３１）の温度上昇を抑制することができる。
Here, the controller controls driving of the
一方、コントローラは、温度センサによる検出温度が閾値よりも低いと判断した場合には、駆動モータ４２の駆動を停止させることによりファン４１の回転を停止させる。上述した閾値とは、単電池３１の電池特性が劣化してしまうと判断される温度であって、予め設定された温度である。この温度は、単電池３１の特性と温度との関係に基づいて、適宜設定することができる。
On the other hand, when the controller determines that the temperature detected by the temperature sensor is lower than the threshold value, the controller stops the rotation of the
本実施例では、駆動モータ４２をパックケース２の内部に配置した場合について説明したが、これに限るものではない。すなわち、駆動モータ４２をパックケース２の外部に配置することもできる。この場合には、駆動モータ４２及びファン４１を接続する回転軸４１ａがパックケース２（収容部材２１）を貫通することになる。そして、回転軸４１ａがパックケース２を貫通する構成では、回転軸４１ａ及びパックケース２の間に、熱交換媒体５の漏れを防止するためのシール部材を設ける必要がある。
In the present embodiment, the case where the
電池ユニット３を構成する各単電池３１は、図２に示すように、両端側において、一対の板状の支持部材３２によって支持されている。これらの支持部材３２は、ネジ等の締結部材（不図示）によって、パックケース２に固定されている。なお、本実施例では、２つの支持部材３２を用いているが、これらの支持部材３２を一体として構成することもできる。
As shown in FIG. 2, each
また、各単電池３１の両端には、正極用の端子３１ａ及び負極用の端子３１ｂが設けられている。これらの端子３１ａ，３１ｂは、隣り合って配置された他の単電池３１の端子３１ａ，３１ｂとバスバー３３を介して接続されている。すなわち、複数の単電池３１を、バスバー３３を介して電気的に直列に接続することにより、電池パック１として所望の高出力を得ることができる。
Further, a
一方、単電池３１のうち、端子３１ａ又は端子３１ｂが設けられた端面には、図３に示すように、安全弁（第２の弁）３４が設けられている。この安全弁３４は、単電池３１を構成する電池ケース３１ｃの一部に切り欠きを設けることによって構成されており、いわゆる破壊型の弁と呼ばれるものである。破壊型の弁とは、開き状態に変形した後は、元の状態に戻ることのない弁である。
On the other hand, as shown in FIG. 3, a safety valve (second valve) 34 is provided on the end surface of the
電池ケース３１ｃの内部には、発電要素が収容されている。発電要素は、電極板（正極板及び負極板）と、セパレータと、電解質とで構成されており、公知の構成を適宜、適用することができる。
A power generation element is accommodated in the
ここで、正極板としては、アルミニウム等の金属（合金を含む）で形成された集電体の表面に正極層を形成したものを用い、負極板としては、アルミニウム等の金属（合金を含む）で形成された集電体の表面に負極層を形成したものを用いることができる。より具体的には、ニッケル−水素電池では、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、ＭｍＮｉ（５−ｘ−ｙ−ｚ）ＡｌｘＭｎｙＣｏｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、リチウムイオン電池では、正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。 Here, as the positive electrode plate, a positive electrode layer formed on the surface of a current collector formed of a metal such as aluminum (including an alloy) is used, and as the negative electrode plate, a metal such as aluminum (including an alloy) is used. What formed the negative electrode layer in the surface of the electrical power collector formed by 1 can be used. More specifically, the nickel - the hydrogen battery, as the active material of the positive electrode layer, using nickel oxide as the active material of the negative electrode layer, MmNi (5-x-y -z) Al x Mn y Co z (Mm : A miscible metal) or the like. In the lithium ion battery, a lithium-transition metal composite oxide can be used as the active material for the positive electrode layer, and carbon can be used as the active material for the negative electrode layer.
単電池３１では、過充電等によって、発電要素からガスが発生することがある。そこで、このガスを単電池３１の外部に放出させるために、単電池３１の一部に安全弁３４を設けている。具体的には、ガスの発生に伴って単電池３１（電池ケース３１ｃ）の内部における圧力が上昇すると、安全弁３４が閉じ状態から開き状態に切り換わることにより、単電池３１の外部にガスが放出されることになる。
In the
一方、パックケース２にも、図４に示すように、安全弁（第１の弁）２３が設けられている。安全弁２３の構成は、単電池３１に設けられた安全弁３４と同様の構成となっている。具体的には、パックケース２（蓋部材２２）における一部の領域に切り欠き部を形成することによって、安全弁２３が構成されている。ここで、単電池３１の安全弁３４からガスが放出されると、パックケース２の内部における圧力が上昇することになる。そこで、パックケース２の内部に放出されたガスを外部に排出させるために、安全弁２３が設けられている。
On the other hand, the
次に、安全弁２３を設ける位置について、図４を用いて説明する。ここで、図４は、本実施例の電池パックの上面図であり、図２の矢印Ｚ１で示す方向から見たときの図である。
Next, the position where the
本実施例において、安全弁２３は、パックケース２の蓋部材２２に設けられている。しかも、安全弁２３は、蓋部材２２における領域Ａ１の範囲内に配置されている。ここで、領域Ａ１は、図４に示すように、一方の支持部材（第１の支持部材）３２が位置する面（仮想面としてのＸ−Ｚ平面）と、パックケース２（収容部材２１）のうち一方の支持部材３２と向かい合う側壁が位置する面（仮想面としてのＸ−Ｚ平面）とによって挟まれた領域である。
In the present embodiment, the
図４では、図４中の下側に位置する領域Ａ１の範囲内に安全弁２３を設けた構成を示しているが、図４中の上側に位置する領域Ａ２の範囲内に安全弁２３を設けることもできる。ここで、領域Ａ２は、領域Ａ１と同様に定義される。具体的には、領域Ａ２は、他方の支持部材３２が位置する面（仮想面としてのＸ−Ｚ平面）と、パックケース２（収容部材２１）のうち他方の支持部材３２と向かい合う側壁が位置する面（仮想面としてのＸ−Ｚ平面）とによって挟まれた領域である。
4 shows a configuration in which the
上述した領域Ａ１（又は領域Ａ２）は、蓋部材２２の外縁に沿った領域、言い換えれば、パックケース２の角部の近傍に位置しているため、この領域Ａ１に安全弁２３を設けることにより、安全弁２３を変形し難くすることができる。上述したように、パックケース２の内部にガスが発生した場合には、内圧の上昇によってパックケース２が変形することがある。すなわち、パックケース２が外側に向かって膨らむことがある。
Since the above-described region A1 (or region A2) is located in the region along the outer edge of the lid member 22, in other words, in the vicinity of the corner of the
ここで、蓋部材２２のうち、２つの支持部材３２の間に位置する領域Ａ３での変形量は、領域Ａ１（又は領域Ａ２）での変形量よりも大きくなる。そして、蓋部材２２の外縁部分（領域Ａ１又は領域Ａ２に相当する部分）は、収容部材２１に対して固定されているため、パックケース２の内部における圧力が上昇しても変形し難くなっている。
Here, the deformation amount in the region A3 located between the two
このため、領域Ａ１（又は領域Ａ２）に安全弁２３を設けることにより、蓋部材２２の変形に伴う安全弁２３の変形を抑制することができる。ここで、安全弁２３の変形量が大きい場合には、安全弁２３の実際の作動圧が所定の作動圧（設計上の作動圧）に対して大きくずれてしまうことがある。そこで、本実施例のように、安全弁２３の変形を抑制することにより、安全弁２３を正常な状態（設計上の作動圧）で動作させることができる。
For this reason, the deformation | transformation of the
なお、本実施例では、上述したように、安全弁２３を切り欠き部によって構成しているが、これに限るものではない。例えば、パックケース２（蓋部材２２）とは異なる材質であって、変形しやすい材質で構成された安全弁を用いることができる。この安全弁も、いわゆる破壊型の弁と呼ばれるものであり、変形しやすい材質を変形させて開き状態とすることにより、ガスを排出させるものである。この場合には、安全弁に切り欠き部を形成しなくてもよい。また、破壊型の弁の代わりに、いわゆる復帰型の弁を用いることもできる。
In the present embodiment, as described above, the
ここでいう復帰型の弁とは、パックケース２の内外における圧力に応じて、開き状態及び閉じ状態の間で切り換わることができる弁をいう。すなわち、パックケース２の内部における圧力が上昇した場合には、復帰型の弁が閉じ状態から開き状態に切り換わり、パックケース２の内部に存在するガスを外部に放出させることができる。また、パックケース２の内部における圧力が低下した場合には、復帰型の弁が開き状態から閉じ状態に切り換わり、パックケース２の内部を密閉状態とすることができる。
The return type valve here refers to a valve that can be switched between an open state and a closed state according to the pressure inside and outside the
復帰型の弁を用いた場合において、ガスの発生に伴う蓋部材２２の変形によって復帰型の弁も変形してしまうと、復帰型の弁が正常に動作しなくなってしまう。そこで、上述したように、領域Ａ１（又は領域Ａ２）の範囲内に復帰型の弁を配置すれば、復帰型の弁の変形を抑制して、復帰型の弁を正常に動作（設計上の作動圧で動作）させることができる。 In the case where the return type valve is used, if the return type valve is also deformed by the deformation of the lid member 22 due to the generation of gas, the return type valve will not operate normally. Therefore, as described above, if the return type valve is arranged within the range of the region A1 (or the region A2), the return type valve is prevented from being deformed, and the return type valve operates normally (designed). It can be operated with working pressure).
なお、電池ケース３１ｃに設けられた安全弁３４は、上述した破壊型の弁とすることもできるし、復帰型の弁とすることもできる。
In addition, the
一方、単電池３１（電池ケース３１ｃ）に設けられた安全弁３４を、安全弁２３が位置する領域Ａ１（又は領域Ａ２）の範囲内に位置させれば、安全弁３４から放出されたガスを安全弁２３に導きやすくすることができる。これにより、単電池３１の内部で発生したガスを、最短の経路を辿らせて、パックケース２の外部に放出させることができる。すなわち、単電池３１の内部で発生したガスを、パックケース２の外部に効率良く放出させることができる。
On the other hand, if the
ここで、本実施例では、図３に示すように、単電池３１の長手方向における端面に安全弁３４を設けているが、領域Ａ１（又は領域Ａ２）の範囲内に位置する領域であれば、いかなる位置に安全弁３４を設けてもよい。具体的には、単電池３１（電池ケース３１ｃ）の端面ではなく、単電池３１（電池ケース３１ｃ）の外周面に安全弁３４を設けることができる。
Here, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
一方、本実施例では、図４に示すように、電池ユニット３に対して、パックケース２における互いに向かい合う側壁の側に、安全弁２３及びファン４１をそれぞれ配置している。具体的には、図４のＸ方向に関して、電池ユニット３の一端と、パックケース２（収容部材２１）における１つの側壁（支持部材３２と向かい合う側壁とは異なる側壁）との間に、ファン４１（駆動モータ４２を含む）を配置している。また、図４のＸ方向に関して、電池ユニット３の他端と、パックケース２における他の側壁との間に、安全弁２３を配置している。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the
ここで、パックケース２の内圧が上昇することによって安全弁２３が開き状態になると、パックケース２内の熱交換媒体５の流れが乱流となる。すなわち、安全弁２３からのガスの放出によって、ファン４１の回転に伴う熱交換媒体５の流れとは異なる流れ（乱流）が発生することになる。
Here, when the
この場合には、熱交換媒体５の乱流によって、ファン４１や駆動モータ４２に対して過度の負荷がかかるおそれがある。そこで、上述したように、安全弁２３及びファン４１の位置関係を決定すれば、安全弁２３からのガスの放出に伴う熱交換媒体５の乱流がファン４１や駆動モータ４２に悪影響（過度の負荷）を与えにくくすることができる。すなわち、ファン４１から離れた位置において、ガスの放出に伴う熱交換媒体５の乱流を発生させることになるため、乱流がファン４１等に与える負荷を低減することができる。
In this case, an excessive load may be applied to the
このような課題を解決する目的であれば、安全弁２３を上述した領域Ａ１（又は領域Ａ２）の範囲内に配置しなくてもよい。すなわち、安全弁２３及びファン４１の位置関係が、上述した関係を満たすだけでもよい。
For the purpose of solving such a problem, the
一方、図４に示すように、領域Ａ１の範囲内に安全弁２３を配置するとともに、領域Ａ２の範囲内に駆動モータ４２を配置すれば、安全弁２３からのガスの放出に伴う熱交換媒体５の乱流によって、駆動モータ４２に過度の負荷がかかるのを抑制することができる。このように安全弁２３及び駆動モータ４２を配置すれば、パックケース２の内部において、安全弁２３及び駆動モータ４２の間の距離を確保することができる。これにより、安全弁２３の近傍から発生する熱交換媒体５の乱流が、駆動モータ４２に届きにくくすることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, if the
本発明の実施例２である電池パック（蓄電装置）について、図５を用いて説明する。図５は、本実施例の電池パックの概略を示す外観斜視図であり、電池パック（パックケース）における安全弁を配置する位置を説明するための図である。なお、実施例１で説明した部材と同一の部材については同一符号を用い、詳細な説明は省略する。また、以下の説明では、実施例１と異なる点について主に説明する。
A battery pack (power storage device) that is
電池パック１のパックケース２は、上面２ａ及び側面２ｂ、２ｃを有している。なお、パックケース２は、この他にも、他の２つの側面及び底面（不図示）を有している。すなわち、パックケース２は、上面、下面及び４つの側面で構成されている。以下の説明では、側面２ｂ，２ｃについて説明するが、他の２つの側面についても同様のことがいえる。
The
本実施例においても、パックケース２には、実施例１で説明した安全弁２３に相当する安全弁（不図示）が設けられている。この安全弁は、パックケース２の上面２ａにおける領域Ｂ１、側面２ｂにおける領域Ｂ２又は、側面２ｃにおける領域Ｂ３の範囲内に配置することができる。すなわち、領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３のうち、いずれかの領域内に、安全弁を設けることができる。
Also in this embodiment, the
ここで、領域Ｂ１の一部及び領域Ｂ２は、上面２ａ及び側面２ｂによって形成される角部の領域となる。また、領域Ｂ１の一部及び領域Ｂ３は、上面２ａ及び側面２ｃによって形成される角部の領域となる。領域Ｂ１は、上面２ａの外縁に沿った領域であり、上面２ａの中心側に位置する領域（領域Ｃ１）を含まない領域である。ここで、領域Ｂ１の幅Ｗ１は、適宜設定することができるが、安全弁の外径以上とする必要がある。すなわち、領域Ｂ１の範囲内に、安全弁を収容させる必要がある。
Here, a part of the region B1 and the region B2 are corner regions formed by the
領域Ｂ１の範囲内に安全弁を配置すれば、上面２ａのうち領域Ｂ１よりも内側の領域Ｃ１に安全弁を配置する場合に比べて、パックケース２の変形に伴う安全弁の変形を抑制することができる。実施例１でも説明したように、パックケース２の内部でガスが発生した場合には、領域Ｂ１における変形量が、領域Ｃ１における変形量よりも小さくなる。したがって、領域Ｂ１に安全弁を設けておけば、パックケース２の変形に伴って安全弁が変形してしまうのを抑制でき、安全弁を所望の作動圧で動作させることができる。
If the safety valve is arranged within the range of the region B1, the deformation of the safety valve accompanying the deformation of the
一方、領域Ｂ２の幅Ｗ２や、領域Ｂ３の幅Ｗ３についても、上述した領域Ｂ１と同様の観点から設定することができる。ここで、パックケース２の内部で発生したガスは、重力方向とは逆方向に移動することになり、上面２ａに向かって移動することになる。すなわち、パックケース２の内部には、液体としての熱交換媒体５が収容されているため、熱交換媒体５よりも軽いガスは、重力方向とは逆方向に移動することになる。
On the other hand, the width W2 of the region B2 and the width W3 of the region B3 can be set from the same viewpoint as the region B1 described above. Here, the gas generated inside the
このため、パックケース２の側面２ｂ，２ｃに安全弁を設ける場合には、パックケース２の内部で発生したガスを外部に効率良く排出させるために、側面２ｂ，２ｃのうち上面２ａ側の領域（領域Ｂ２，Ｂ３に相当）であることが好ましい。
For this reason, when providing a safety valve on the side surfaces 2b and 2c of the
領域Ｂ２や領域Ｂ３に安全弁を設けた場合にも、上述した領域Ｂ１に安全弁を設けた場合と同様に、パックケース２の変形に伴う安全弁の変形を抑制することができる。例えば、側面２ｂにおいて、領域Ｂ２における変形量は、領域Ｂ２よりも側面２ｂの中心側に位置する領域における変形量よりも小さくなる。このため、領域Ｂ２に安全弁を設けておけば、他の領域に安全弁を配置する場合に比べて、安全弁の変形を抑制するとともに、パックケース２の内部で発生したガスを効率良く外部に排出させることができる。
Even when the safety valve is provided in the region B2 or the region B3, the deformation of the safety valve due to the deformation of the
また、上面２ａと側面２ｂ，２ｃとによって形成された角部の領域内に安全弁を設ければ、安全弁の変形をさらに抑制することができる。具体的には、上面２ａにおける４隅の領域に安全弁を設けることができる。また、各側面２ｂ，２ｃにおける４隅の領域のうち、上面２ａと隣接する隅の領域、言い換えれば、各領域Ｂ２，Ｂ３における長手方向の両端に位置する領域に安全弁を設けることができる。
Moreover, if a safety valve is provided in the area of the corner formed by the
パックケース２を構成する１つの面の隅に位置する領域は、最も変形量が小さくなる。したがって、上述したように上面２ａや側面２ｂ，２ｃの隅に位置する領域に安全弁を設けておけば、パックケース２の変形に伴う安全弁の変形を最も抑制することができる。
A region located at a corner of one surface constituting the
なお、上述した実施例では、二次電池を用いた場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、蓄電体としての電気二重層キャパシタを用いることも可能である。すなわち、パックケース２の内部における圧力上昇を抑制する機能を有していれば、いかなる蓄電体を用いることもできる。
In the above-described embodiments, the case where the secondary battery is used has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, it is possible to use an electric double layer capacitor as a power storage unit. That is, any power storage unit can be used as long as it has a function of suppressing an increase in pressure inside the
また、上述した実施例では、円筒型の単電池３１を用いた場合について説明したが、他の形状の単電池を用いることもできる。例えば、いわゆる角型の単電池を用いた場合には、この単電池を一方向に複数配列し、これらの単電池の両端側を支持部材によって支持（狭持）することになる。この構成における支持部材は、実施例１における支持部材３２に相当するものである。
Moreover, although the case where the
さらに、実施例１では、図２に示すように、パックケース２のうち下方の領域にファン４１や駆動モータ４２を配置しているが、パックケース２の上方の領域にファン４１等を配置することもできる。
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
１：電池パック（蓄電装置）
２：パックケース
３：電池ユニット（蓄電ユニット）
３１：単電池（蓄電体）
３２：支持部材
４１：ファン
４２：駆動モータ
1: Battery pack (power storage device)
2: Pack case 3: Battery unit (storage unit)
31: Single battery (power storage unit)
32: Support member 41: Fan 42: Drive motor
Claims (7)
前記蓄電体との間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体と、
前記蓄電体及び前記熱交換媒体を収容するケースと、
前記ケース内で発生したガスを外部に放出させるための弁とを有し、
前記弁は、前記ケースの上面と、前記上面に隣接した側面とによって形成される角部の領域内に配置されていることを特徴とする蓄電装置。 A power storage unit;
A liquid heat exchange medium for performing heat exchange with the power storage unit;
A case for housing the power storage unit and the heat exchange medium;
A valve for releasing the gas generated in the case to the outside,
The power storage device, wherein the valve is disposed in a corner region formed by an upper surface of the case and a side surface adjacent to the upper surface.
前記複数の蓄電体を、この両端側でそれぞれ支持するための第１及び第２の支持部材と、
前記複数の蓄電体と、前記第１及び第２の支持部材とを収容するケースと、
前記ケースの上面に設けられ、前記ケース内で発生したガスを外部に放出させるための第１の弁とを有し、
前記第１の弁は、前記第１の支持部材が位置する面と、前記ケースのうち前記第１の支持部材と向かい合う側壁が位置する面との間に配置されていることを特徴とする蓄電装置。 A plurality of power storage units;
First and second support members for supporting the plurality of power storage bodies at both ends,
A case for housing the plurality of power storage units and the first and second support members;
A first valve provided on the upper surface of the case for discharging the gas generated in the case to the outside;
The first valve is disposed between a surface on which the first support member is located and a surface on which a side wall facing the first support member is located in the case. apparatus.
前記ケース内に収容され、前記熱交換媒体を流動させるためのファンとを有し、
前記第１の弁及び前記ファンは、前記複数の蓄電体に対して、前記ケースにおける互いに向かい合う側壁の側にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の蓄電装置。 A liquid heat exchange medium accommodated in the case for exchanging heat with the power storage unit;
A fan accommodated in the case for flowing the heat exchange medium,
5. The power storage device according to claim 3, wherein the first valve and the fan are respectively disposed on the side walls facing each other in the case with respect to the plurality of power storage units.
前記駆動源は、前記第２の支持部材が位置する面と、前記ケースのうち前記第２の支持部材と向かい合う側壁が位置する面との間に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の蓄電装置。 A drive source housed in the case for driving the fan;
The said drive source is arrange | positioned between the surface in which the said 2nd supporting member is located, and the surface in which the side wall facing the said 2nd supporting member is located among the said cases. The power storage device described in 1.
前記蓄電ユニット及び、前記蓄電ユニットとの間で熱交換を行うための液状の熱交換媒体を収容するケースと、
前記ケース内に収容され、前記熱交換媒体を流動させるためのファンと、
前記ケースの上面に設けられ、前記ケース内で発生したガスを外部に放出させるための弁とを有し、
前記ファン及び前記弁は、前記蓄電ユニットに対して、前記ケースにおける互いに向かう合う側壁の側にそれぞれ配置されていることを特徴とする蓄電装置。
A power storage unit;
A case for accommodating a liquid heat exchange medium for performing heat exchange between the power storage unit and the power storage unit;
A fan housed in the case for flowing the heat exchange medium;
A valve provided on the upper surface of the case for discharging the gas generated in the case to the outside;
The power storage device, wherein the fan and the valve are respectively disposed on opposite side walls of the case with respect to the power storage unit.
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|---|---|---|---|---|
| DE102022107841A1 (en) | 2022-04-01 | 2023-10-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Energy storage housing for a motor vehicle |
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