JP2011238520A - Secondary battery module - Google Patents

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真寛 村里
Takuya Ishihara
拓也 石原
Keiichi Wakita
恵一 脇田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary battery module capable of keeping the temperature of cells uniform by efficient and uniform heat release.SOLUTION: A sodium-sulfur battery module comprises a container, a plurality of cells for a sodium-sulfur battery, sand, and a mica plate. The container comprises a main body containing side walls and a lower wall, and a lid containing an upper wall. The side walls separate the interior and the exterior of the container in the direction of the arrangement plane of the cells. The upper wall and the lower wall separate the interior and the exterior of the container in the direction perpendicular to the arrangement plane of the cells. The lower wall and the side walls are high thermal insulation walls and the upper wall is a low thermal insulation wall with lower thermal insulation than those of the high thermal insulation walls. The cell, the sand and the mica plate are placed inside the container. The tops of fins distributed at the inner surface of the upper wall are stabbed in the sand.

Description

本発明は、二次電池の複数のセルを容器の内部に収容した二次電池モジュールに関する。   The present invention relates to a secondary battery module in which a plurality of cells of a secondary battery are accommodated in a container.

ナトリウム−硫黄電池(以下では「NaS電池」という。)の複数のセルが容器の内部に収容されたNaS電池モジュールにおいては、セルの温度が約300℃の高温に維持された状態で運転されるため、断熱容器の内部にセルが収容されることが多い。また、NaS電池モジュールにおいては、安全性を向上するため、セルの隙間に不燃性の砂が充填され、セルと容器の壁との間に絶縁板が設置されることも多い。   In a NaS battery module in which a plurality of cells of a sodium-sulfur battery (hereinafter referred to as “NaS battery”) is housed in a container, the cell is operated in a state where the temperature of the cell is maintained at a high temperature of about 300 ° C. For this reason, the cells are often housed inside the heat insulating container. Further, in the NaS battery module, in order to improve safety, incombustible sand is filled in the gap between the cells, and an insulating plate is often installed between the cell and the wall of the container.

一方、NaS電池モジュールにおいては、セルの温度が均一であることが望まれる。特許文献1は、セルの温度を均一にするため、セルを平面配列し、側壁よりも上部壁及び/又は下部壁の断熱性を低くし、主に上部壁及び/又は下部壁を経由して放熱を行うことを提案する。   On the other hand, in the NaS battery module, it is desired that the cell temperature is uniform. In Patent Document 1, in order to make the temperature of the cells uniform, the cells are arranged in a plane, the thermal insulation of the upper wall and / or the lower wall is made lower than the side walls, and mainly through the upper wall and / or the lower wall. Propose to dissipate heat.

特開平11−185801号公報JP-A-11-185801

しかし、従来のNaS電池モジュールにおいては、砂と上部壁との間の空気層等により伝熱が妨げられ、放熱が効率よく均一に行われない場合がある。   However, in the conventional NaS battery module, heat transfer is hindered by an air layer between the sand and the upper wall, and heat dissipation may not be performed efficiently and uniformly.

この問題は、NaS電池以外の二次電池のセルを容器の内部に収容した二次電池モジュールにも当てはまる。   This problem also applies to a secondary battery module in which cells of secondary batteries other than the NaS battery are accommodated inside the container.

本発明は、この問題を解決するためになされ、放熱が効率よく均一に行われ、セルの温度が均一に維持される二次電池モジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a secondary battery module in which heat dissipation is performed efficiently and uniformly, and the temperature of the cells is kept uniform.

上記の課題を解決するための手段を以下に示す。   Means for solving the above problems will be described below.

第1の発明は、容器と、前記容器の内部に設置され平面配列される二次電池の複数のセルと、前記容器の内部に設置され前記セルの隙間に充填される不燃性で流動性を有する充填物と、を備え、前記容器は、前記セルの配列面が拡がる方向に前記容器の内部と外部とを隔てる単数又は複数の第1の壁と、前記セルの配列面が拡がる方向と垂直をなす方向に前記容器の内部と外部とを隔てる単数又は複数の第2の壁と、を備え、前記第2の壁は、前記第1の壁よりも断熱性が低い低断熱性壁、を備え、前記容器の内部へ向かって突出し先端が前記充填物に突きさされる突出構造が前記低断熱性壁の内面に分布する二次電池モジュールに関する。   The first invention provides a container, a plurality of cells of a secondary battery installed inside the container and arranged in a plane, and nonflammable and fluidity installed inside the container and filled in a gap between the cells. The container has one or more first walls separating the inside and the outside of the container in a direction in which the arrangement surface of the cells expands, and a direction perpendicular to the direction in which the arrangement surface of the cells expands One or a plurality of second walls separating the inside and the outside of the container in a direction of forming a low-heat insulating wall having a heat insulating property lower than that of the first wall, And a secondary battery module in which a protruding structure that protrudes toward the inside of the container and has a tip protruded from the filler is distributed on the inner surface of the low heat insulating wall.

第2の発明は、第1の発明の二次電池モジュールにおいて、前記セルと前記低断熱性壁との間に設置され前記充填物に埋めこまれる板状又はシート状の絶縁体、をさらに備える二次電池モジュールに関する。   According to a second invention, in the secondary battery module according to the first invention, a plate-like or sheet-like insulator is provided between the cell and the low heat insulating wall and embedded in the filler. The present invention relates to a secondary battery module.

第3の発明は、第1の発明又は第2の発明の二次電池モジュールにおいて、前記低断熱性壁よりも外側に設置され前記低断熱性壁の外面を覆う放熱量調整機構、をさらに備える二次電池モジュールに関する。   3rd invention is a secondary battery module of 1st invention or 2nd invention, It is further provided with the thermal radiation amount adjustment mechanism which is installed outside the said low heat insulation wall and covers the outer surface of the said low heat insulation wall. The present invention relates to a secondary battery module.

第4の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかの二次電池モジュールにおいて、前記低断熱性壁は、内面に第1のフィンが形成された一体構造物の板であり、前記第1のフィンの先端が前記充填物に突きさされる二次電池モジュールに関する。   According to a fourth invention, in the secondary battery module according to any one of the first invention to the third invention, the low heat insulating wall is a plate of an integral structure in which a first fin is formed on an inner surface. The present invention also relates to a secondary battery module in which a tip of the first fin is pushed by the filler.

第5の発明は、第4の発明の二次電池モジュールにおいて、前記板の外面に第2のフィンがさらに形成される二次電池モジュールに関する。   A fifth invention relates to the secondary battery module of the fourth invention, wherein a second fin is further formed on the outer surface of the plate.

第6の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかの二次電池モジュールにおいて、前記低断熱性壁は、波板、を備え、前記波板の内面側山部の先端が前記充填物に突きさされる二次電池モジュールに関する。   According to a sixth invention, in the secondary battery module according to any one of the first invention to the third invention, the low heat insulating wall includes a corrugated plate, and a tip of an inner surface side peak portion of the corrugated plate is provided. The present invention relates to a secondary battery module that is pushed by the filler.

本発明によれば、伝熱が効率よく均一に行われ、放熱が効率よく均一に行われ、セルの温度が均一になる。   According to the present invention, heat transfer is performed efficiently and uniformly, heat dissipation is performed efficiently and uniformly, and the cell temperature becomes uniform.

第2の発明によれば、セルが絶縁体に遮蔽され、二次電池モジュールの絶縁性が向上する。また、空気層が増えず、放熱が効率よく均一に行われる。   According to 2nd invention, a cell is shielded by an insulator and the insulation of a secondary battery module improves. In addition, the air layer does not increase and heat radiation is performed efficiently and uniformly.

第3の発明によれば、容器の内部の温度を下げる必要があるときに放熱量が増やされ、容器の内部の温度を下げる必要がないときに放熱量が減らされ、容器の内部の温度が適切に維持される。   According to the third invention, the amount of heat release is increased when the temperature inside the container needs to be lowered, and the amount of heat released is reduced when the temperature inside the container does not need to be lowered. Maintained properly.

第1実施形態のNaS電池モジュールの斜視図である。It is a perspective view of the NaS battery module of 1st Embodiment. 第1実施形態のNaS電池モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the NaS battery module of 1st Embodiment. 第2実施形態の上部壁及びその周辺の断面図である。It is sectional drawing of the upper wall of 2nd Embodiment, and its periphery. 第3実施形態の上部壁及びその周辺の断面図である。It is sectional drawing of the upper wall of 3rd Embodiment, and its periphery. 第4実施形態のシャッター及びその周辺の斜視図である。It is a perspective view of the shutter of 4th Embodiment, and its periphery. 第4実施形態のシャッター及びその周辺の断面図である。It is sectional drawing of the shutter of 4th Embodiment, and its periphery. 第5実施形態の断熱材及びその周辺の断面図である。It is sectional drawing of the heat insulating material of 5th Embodiment, and its periphery. 第5実施形態の断熱材及びその周辺の断面図である。It is sectional drawing of the heat insulating material of 5th Embodiment, and its periphery.

<第1実施形態>
(概略)
第1実施形態は、NaS電池モジュール1000に関する。
<First Embodiment>
(Outline)
The first embodiment relates to a NaS battery module 1000.

図1及び図2は、第1実施形態のNaS電池モジュール1000の模式図である。図1は斜視図であり、図2は断面図である。   FIG.1 and FIG.2 is a schematic diagram of the NaS battery module 1000 of 1st Embodiment. 1 is a perspective view, and FIG. 2 is a cross-sectional view.

図1及び図2に示すように、NaS電池モジュール1000は、容器1004と、NaS電池の複数のセル1008と、砂1012と、マイカ板1016と、マイカ板1020と、を備える。セル1008、砂1012、マイカ板1016及びマイカ板1020は、容器1004の内部に設置される。容器1004の内部にヒータ、温度センサ等が設置されてもよい。NaS電池モジュール1000においては、容器1004の上部壁1044のフィン1060の先端が砂1012に突きさされ、マイカ板1016が砂1012に埋めこまれ、主に上部壁1044を経由して放熱が行われる。上部壁1044を経由する放熱量は、上部壁1044の外面を覆う可変ルーバー1064により調整される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the NaS battery module 1000 includes a container 1004, a plurality of NaS battery cells 1008, sand 1012, a mica plate 1016, and a mica plate 1020. Cell 1008, sand 1012, mica plate 1016 and mica plate 1020 are installed inside container 1004. A heater, a temperature sensor, or the like may be installed inside the container 1004. In the NaS battery module 1000, the tips of the fins 1060 of the upper wall 1044 of the container 1004 are pushed into the sand 1012, the mica plate 1016 is embedded in the sand 1012, and heat is mainly dissipated through the upper wall 1044. . The amount of heat released through the upper wall 1044 is adjusted by a variable louver 1064 that covers the outer surface of the upper wall 1044.

セル1008は、容器1004の下部壁1040の内面に敷かれたマイカ板1020の上に平面配列される。「平面配列」とは、平面をなす配列面に沿ってセル1008が配列されることをいう。   The cell 1008 is planarly arranged on a mica plate 1020 laid on the inner surface of the lower wall 1040 of the container 1004. “Plane arrangement” means that cells 1008 are arranged along an arrangement plane forming a plane.

砂1012は、セル1008の隙間に充填される。砂1012は、不燃性であれば、天然物及び人工物のいずれでもよく、天然物と人工物との混合物でもよい。砂1012の充填により、NaS電池モジュール1000の安全性が向上する。砂1012に代えて、不燃性で流動性を有する充填物がセル1008の隙間に充填されてもよい。   The sand 1012 is filled in the gap between the cells 1008. As long as it is nonflammable, the sand 1012 may be either a natural product or an artificial product, or a mixture of a natural product and an artificial product. By filling the sand 1012, the safety of the NaS battery module 1000 is improved. Instead of the sand 1012, a nonflammable and fluid filler may be filled in the gaps of the cells 1008.

マイカ板1016及びマイカ板1020は、セル1008の配列面と平行をなす。マイカ板1016は、セル1008と上部壁1044との間に設置され、マイカ板1020は、セル1008と下部壁1040との間に設置される。これにより、セル1008がマイカ板1016及びマイカ板1020に遮蔽され、NaS電池モジュール1000の絶縁性が向上する。マイカ板1016及びマイカ板1020は、絶縁体のマイカからなる板状の部材である。板状のマイカ板1016及びマイカ板1020に代えてシート状のマイカシートが用いられてもよい。絶縁体はマイカ以外でもよい。ただし、絶縁体が不燃性であって熱伝導性も良好なマイカであることは、安全性及び放熱の効率の向上に寄与する。   The mica plate 1016 and the mica plate 1020 are parallel to the arrangement surface of the cells 1008. The mica plate 1016 is installed between the cell 1008 and the upper wall 1044, and the mica plate 1020 is installed between the cell 1008 and the lower wall 1040. Thereby, the cell 1008 is shielded by the mica plate 1016 and the mica plate 1020, and the insulation of the NaS battery module 1000 is improved. The mica plate 1016 and the mica plate 1020 are plate-like members made of insulating mica. Instead of the plate-like mica plate 1016 and the mica plate 1020, a sheet-like mica sheet may be used. The insulator may be other than mica. However, the fact that the insulator is non-flammable and has good thermal conductivity contributes to improvement in safety and efficiency of heat dissipation.

(高断熱性壁及び低断熱性壁)
図1及び図2に示すように、容器1004は、側壁1036及び下部壁1040を備える本体1024と、上部壁1044を備える蓋1028と、を備える。側壁1036は、セル1008の配列面が拡がる方向に容器1004の内部と外部とを隔てる。上部壁1044及び下部壁1040は、セル1008の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向に容器1004の内部と外部とを隔てる。下部壁1040及び側壁1036は高断熱性壁となり、上部壁1044は高断熱性壁よりも断熱性が低い低断熱性壁となる。これにより、セル1008の配列面が拡がる方向への放熱が相対的に抑制され、セル1008の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向への放熱が相対的に促進され、セル1008の温度が均一になる。側壁1036は、典型的にはセル1008の配列面と垂直をなすが、セル1008の配列面と垂直をなす方向から若干傾斜していてもよい。上部壁1044及び下部壁1040は、典型的にはセル1008の配列面と平行をなすが、セル1008の並列面と平行をなす方向から若干傾斜していてもよい。容器1004の内部にヒータが設置される場合は、パネルヒータが高断熱性壁の内面に沿って設置されることが望ましい。
(High thermal insulation wall and low thermal insulation wall)
As shown in FIGS. 1 and 2, the container 1004 includes a main body 1024 including a side wall 1036 and a lower wall 1040, and a lid 1028 including an upper wall 1044. The side wall 1036 separates the inside and the outside of the container 1004 in the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands. The upper wall 1044 and the lower wall 1040 separate the inside and the outside of the container 1004 in a direction perpendicular to the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands. The lower wall 1040 and the side wall 1036 are highly heat insulating walls, and the upper wall 1044 is a low heat insulating wall having a heat insulating property lower than that of the high heat insulating wall. As a result, heat dissipation in the direction in which the array surface of the cells 1008 expands is relatively suppressed, heat dissipation in the direction perpendicular to the direction in which the array surface of the cells 1008 expands is relatively accelerated, and the temperature of the cell 1008 is uniform. become. The side wall 1036 is typically perpendicular to the arrangement surface of the cells 1008, but may be slightly inclined from the direction perpendicular to the arrangement surface of the cells 1008. The upper wall 1044 and the lower wall 1040 are typically parallel to the array surface of the cells 1008, but may be slightly inclined from the direction parallel to the parallel surface of the cells 1008. When a heater is installed inside the container 1004, it is desirable that the panel heater be installed along the inner surface of the highly heat insulating wall.

側壁1036及び下部壁1040が高断熱性壁となる場合は、側壁1036及び下部壁1040の内部に中空部を形成し当該中空部を減圧する真空断熱構造が採用されることが望ましい。真空断熱構造の採用に代えて又は真空断熱構造の採用に加えて、側壁1036及び/又は下部壁1040の内面及び/又は外面を断熱材で覆い、側壁1036及び/又は下部壁1040と断熱材とで高断熱性壁を構成してもよい。断熱材は、特に制限されないが、繊維集合体又は発泡体からなるマットであることが一般的である。   When the side wall 1036 and the lower wall 1040 are highly heat insulating walls, it is desirable to employ a vacuum heat insulating structure in which a hollow portion is formed inside the side wall 1036 and the lower wall 1040 and the hollow portion is decompressed. Instead of employing the vacuum heat insulating structure or in addition to employing the vacuum heat insulating structure, the inner surface and / or the outer surface of the side wall 1036 and / or the lower wall 1040 is covered with a heat insulating material, and the side wall 1036 and / or the lower wall 1040 and the heat insulating material You may comprise a highly heat-insulating wall. The heat insulating material is not particularly limited, but is generally a mat made of a fiber aggregate or foam.

上部壁1044に加えて又は上部壁1044に代えて下部壁1040が低断熱性壁となってもよい。より一般的には、セル1008の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向に容器1004の内部と外部とを隔てる単数又は複数の壁が低断熱性壁を備え、セル1008の配列面が拡がる方向に容器1004の内部と外部とを隔てる単数又は複数の壁よりも低断熱性壁の断熱性が低ければよい。ただし、上部壁1044が低断熱性壁となることには、対流により放熱が効率的に行われるという利点がある。特許文献1(特開平11−185801号公報)に代表される従来のNaS電池モジュールにおいては、上部壁が低断熱性壁となる場合には、上部壁と砂との間の空気層により伝熱が妨げられるという問題があったが、第1実施形態のNaS電池モジュール1000においては、低断熱性壁の伝熱構造及びマイカ板1016の埋めこみにより当該問題を解消している。   In addition to the upper wall 1044 or instead of the upper wall 1044, the lower wall 1040 may be a low heat insulating wall. More generally, the wall or walls separating the inside and the outside of the container 1004 in the direction perpendicular to the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands includes a low heat insulating wall, and the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands In addition, it is sufficient that the heat insulating property of the low heat insulating wall is lower than the wall or walls separating the inside and the outside of the container 1004. However, the fact that the upper wall 1044 becomes a low heat insulating wall has an advantage that heat radiation is efficiently performed by convection. In the conventional NaS battery module represented by Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-185801), when the upper wall is a low heat insulating wall, heat is transferred by an air layer between the upper wall and sand. However, in the NaS battery module 1000 of the first embodiment, the problem is solved by the heat transfer structure of the low heat insulating wall and the embedding of the mica plate 1016.

上部壁1044の全部が側壁1036よりも断熱性が低い低断熱性領域であることが放熱の効率及び均一性を向上する観点から見て最も望ましいが、セル1008の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向から見てセル1008が配列された領域を低断熱性領域が内包していれば、上部壁1044の一部のみが低断熱性領域である構造が許される場合がある。例えば、容器1004が大きく、セル1008の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向から見てセル1008が容器1004の中央に集中して設置されている場合は、上部壁1044の中央部が低断熱性領域であって縁部が低断熱性領域でないという構造も許される。   Although it is most desirable from the viewpoint of improving the efficiency and uniformity of heat dissipation that the entire upper wall 1044 is a low heat insulating region having a lower heat insulating property than the side wall 1036, it is perpendicular to the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands. If the low heat insulating region includes the region where the cells 1008 are arranged as viewed from the forming direction, a structure in which only a part of the upper wall 1044 is the low heat insulating region may be permitted. For example, when the container 1004 is large and the cells 1008 are concentrated and installed in the center of the container 1004 when viewed from the direction perpendicular to the direction in which the arrangement surface of the cells 1008 expands, the central portion of the upper wall 1044 has low heat insulation. A structure in which the edge region is not a low heat insulating region is also allowed.

より一般的には、セル1008の配列面が拡がる方向に容器1004の内部と外部とを隔てる壁よりも断熱性が低い低断熱性領域を低断熱性壁が備え、セル1008の配列面が拡がる方向と垂直をなす方向から見て低断熱性領域がセル1008が配列された領域を内包すればよい。   More generally, the low heat insulating wall includes a low heat insulating region having a lower heat insulating property than the wall separating the inside and the outside of the container 1004 in the direction in which the array surface of the cells 1008 expands, and the array surface of the cells 1008 expands. The low heat insulating region may include the region where the cells 1008 are arranged as viewed from the direction perpendicular to the direction.

容器1004が図1に示す直方体形状を有することは必須ではなく、容器1004が円柱形状等の直方体形状以外の形状を有してもよい。したがって、側壁1036が平坦であるとは限らない。上部壁1044及び下部壁1040も平坦であるとは限らないが、放熱が均一に行われるためには、上部壁1044及び下部壁1040が平坦であってセル1008の配列面と平行をなすことが望ましい。   It is not essential that the container 1004 has a rectangular parallelepiped shape shown in FIG. 1, and the container 1004 may have a shape other than a rectangular parallelepiped shape such as a columnar shape. Therefore, the side wall 1036 is not necessarily flat. The upper wall 1044 and the lower wall 1040 are not necessarily flat, but in order for heat dissipation to be performed uniformly, the upper wall 1044 and the lower wall 1040 may be flat and parallel to the arrangement surface of the cells 1008. desirable.

(低断熱性壁の伝熱構造)
図2に示すように、低断熱性壁となる中空部が形成されていない中実の上部壁1044は、内面(下面)にフィン1060が形成された一体構造物の天板である。下部壁1040が低断熱性壁となる場合は、下部壁1040は、内面(上面)にフィンが形成された一体構造物の底板となる。「一体構造物」とは、ネジどめ、接着、溶接、はんだづけ等の結合手段により結合される界面を少なくとも厚さ方向に有さない構造物をいう。低断熱性壁が一体構造物であることにより、伝熱を妨げる界面がなくなり、放熱が効率よく行われる。
(Heat transfer structure of low heat insulation wall)
As shown in FIG. 2, the solid upper wall 1044 in which the hollow part used as a low heat insulation wall is not formed is a top plate of the integral structure by which the fin 1060 was formed in the inner surface (lower surface). When the lower wall 1040 is a low heat insulating wall, the lower wall 1040 is a bottom plate of an integral structure in which fins are formed on the inner surface (upper surface). The “monolithic structure” refers to a structure that does not have at least a thickness direction of an interface bonded by a coupling means such as screwing, bonding, welding, or soldering. Since the low heat insulating wall is an integral structure, there is no interface that hinders heat transfer, and heat dissipation is performed efficiently.

複数のフィン1060は、容器1004の内部へ向かって突出し、フィン1060の先端は、砂1012に突きさされる。これにより、伝熱が効率よく均一に行われ、放熱が効率よく均一に行われ、セル1008の温度が均一になる。このことは、セル1008の劣化や充放電能力を均一にするだけでなく、セル1008の数を増やすことやセル1008のサイズを大きくすることを容易にし、NaS電池モジュール1000を大型化することを容易にする。ベース1056と砂1012との間には隙間があってもよい。   The plurality of fins 1060 protrude toward the inside of the container 1004, and the tips of the fins 1060 are pushed by the sand 1012. Thereby, heat transfer is performed efficiently and uniformly, heat dissipation is performed efficiently and uniformly, and the temperature of the cell 1008 becomes uniform. This not only makes the deterioration and charge / discharge capacity of the cells 1008 uniform, but also makes it easy to increase the number of cells 1008 and increase the size of the cells 1008, and to increase the size of the NaS battery module 1000. make it easier. There may be a gap between the base 1056 and the sand 1012.

この伝熱構造により放熱が均一に行われるのは、天板の平坦な内面と砂1012とを直接的に接触させても天板の内面と砂1012との接触が著しく不均一になり放熱が著しく不均一に行われるのに対して、この伝熱構造によれば、当該問題が解消するからである。   This heat transfer structure allows heat to be evenly dissipated because even if the flat inner surface of the top plate and the sand 1012 are in direct contact with each other, the contact between the inner surface of the top plate and the sand 1012 becomes extremely uneven and the heat dissipated. This is because the problem is solved by this heat transfer structure, while the process is extremely uneven.

上部壁1044の材質は、アルミニウム、銅等の砂1012よりも十分に熱伝導率が高い高熱伝導体であることが望ましい。上部壁1044の材質が高熱伝導体である場合は、放熱の効率及び均一性が低下しにくいからである。   The material of the upper wall 1044 is desirably a high thermal conductor having a sufficiently higher thermal conductivity than sand 1012 such as aluminum or copper. This is because when the material of the upper wall 1044 is a high thermal conductor, the efficiency and uniformity of heat dissipation are unlikely to decrease.

フィン1060は、上部壁1044の内面に分布すればよいが、上部壁1044の内面に均一に分布することが望ましい。これにより、放熱の均一性がさらに向上する。   The fins 1060 may be distributed on the inner surface of the upper wall 1044, but are desirably distributed uniformly on the inner surface of the upper wall 1044. This further improves the uniformity of heat dissipation.

フィン1060は、板形状を有するプレート型であってもよいし、棒形状を有するピン型であってもよいし、その他の型であってもよい。   The fin 1060 may be a plate type having a plate shape, a pin type having a bar shape, or another type.

(マイカ板1016の埋め込み)
図2に示すように、セル1008と低断熱性壁の上部壁1044との間にあるマイカ板1016は、砂1012に埋めこまれる。「埋めこまれる」とは、マイカ板1016の表面の全体が砂1012に接触させられマイカ板1016の表面が砂1012の外部に露出しない状態にされることをいう。これにより、NaS電池モジュール1000の絶縁性を向上しながらフィン1060の先端を砂1012に突きさすことが可能になり、砂1012と上部壁1044との間の空気層が増えず、放熱が効率よく均一に行われる。
(Embedded mica plate 1016)
As shown in FIG. 2, the mica plate 1016 between the cell 1008 and the upper wall 1044 of the low heat insulating wall is buried in the sand 1012. “Embedded” means that the entire surface of the mica plate 1016 is brought into contact with the sand 1012 so that the surface of the mica plate 1016 is not exposed to the outside of the sand 1012. As a result, it becomes possible to push the tips of the fins 1060 against the sand 1012 while improving the insulation of the NaS battery module 1000, and the air layer between the sand 1012 and the upper wall 1044 does not increase, and heat dissipation is efficient. Done uniformly.

(放熱量調整機構の設置)
可変ルーバー1064は、低断熱性壁の上部壁1044よりも外側に設置され上部壁1044の外面を覆う。「ルーバー」は、「ブラインド」等とも呼ばれる。可変ルーバー1064は、回転軸の周りに羽板1068を回転させ、開口1072が開かれ放熱量が多くなる状態と、開口1072が閉じられ放熱量が少なくなる状態との間で放熱量を調整する放熱量調整機構を構成する。これにより、上部壁1044からの放熱経路上の開口1072が開閉され、放熱量が調整される。
(Installation of heat dissipation adjustment mechanism)
The variable louver 1064 is installed outside the upper wall 1044 of the low heat insulating wall and covers the outer surface of the upper wall 1044. “Louvre” is also called “blind” or the like. The variable louver 1064 rotates the wing plate 1068 around the rotation axis, and adjusts the heat radiation amount between a state where the opening 1072 is opened and the heat radiation amount is increased, and a state where the opening 1072 is closed and the heat radiation amount is reduced. Configure the heat dissipation adjustment mechanism. Thereby, the opening 1072 on the heat radiation path from the upper wall 1044 is opened and closed, and the heat radiation amount is adjusted.

可変ルーバー1064により、放熱量の調整が可能になり、容器1004の内部の温度を下げる必要があるときに放熱量が増やされ、容器1004の内部の温度を下げる必要がないときに放熱量が減らされ、容器1004の内部の温度が適切に維持される。   The variable louver 1064 makes it possible to adjust the heat radiation amount, and the heat radiation amount is increased when the temperature inside the container 1004 needs to be lowered, and the heat radiation amount is reduced when the temperature inside the container 1004 does not need to be lowered. The temperature inside the container 1004 is appropriately maintained.

例えば、NaS電池モジュール1000においては、NaS電池からの発熱が大きくなる放電時に放熱量が増やされる。NaS電池に代えて充電時に発熱が大きくなる二次電池が用いられる場合は、二次電池からの発熱が大きくなる充電時に放熱量が増やされる。   For example, in the NaS battery module 1000, the amount of heat released is increased during discharge when the heat generated from the NaS battery increases. When a secondary battery that generates a large amount of heat during charging is used instead of the NaS battery, the amount of heat released is increased during charging when the heat generated from the secondary battery increases.

可変ルーバー1064に代えて、可変ルーバー1064以外の放熱量調整機構が用いられてもよい。ただし、可変ルーバー1064の最大の開口率は約90%とすることができるので、放熱量を多くすることが望まれる場合は、可変ルーバー1064が用いられることが望ましい。   Instead of the variable louver 1064, a heat radiation amount adjusting mechanism other than the variable louver 1064 may be used. However, since the maximum aperture ratio of the variable louver 1064 can be about 90%, the variable louver 1064 is preferably used when it is desired to increase the heat radiation amount.

(低断熱性壁の伝熱構造、マイカ板1016の埋め込み及び放熱量調整機構の設置の一部の省略)
低断熱性壁の伝熱構造、マイカ板1016の埋め込み及び放熱量調整機構の設置は、同時に採用されることが最も望ましいが、これらの一部が省略されても意義が完全に失われることはない。
(Partial omission of heat transfer structure of low heat insulating wall, embedding of mica plate 1016 and installation of heat radiation adjustment mechanism)
The heat transfer structure of the low heat insulating wall, the embedding of the mica plate 1016, and the installation of the heat dissipation amount adjusting mechanism are most preferably adopted at the same time. However, even if some of these are omitted, the significance is completely lost. Absent.

<第2実施形態>
第2実施形態は、第1実施形態の上部壁1044に代えて採用される上部壁2044に関する。
Second Embodiment
The second embodiment relates to an upper wall 2044 that is employed instead of the upper wall 1044 of the first embodiment.

図3は、第2実施形態の上部壁2044及びその周辺の模式図である。図3は断面図である。   FIG. 3 is a schematic diagram of the upper wall 2044 and its surroundings according to the second embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view.

図3に示すように、上部壁2044は、第1実施形態の上部壁1044と同じく、内面にフィン2060が形成された一体構造物の天板であるが、第1実施形態の上部壁1044と異なり、外面にもフィン2208が形成される。これにより、放熱がより効率よく行われる。   As shown in FIG. 3, the upper wall 2044 is a top plate of an integrated structure in which fins 2060 are formed on the inner surface, like the upper wall 1044 of the first embodiment, but the upper wall 1044 is different from the upper wall 1044 of the first embodiment. Differently, fins 2208 are also formed on the outer surface. Thereby, heat dissipation is performed more efficiently.

フィン2208も、上部壁2044の外面に分布すればよいが、上部壁2044の外面に均一に分布することが望ましい。これにより、放熱の均一性がさらに向上する。   The fins 2208 may also be distributed on the outer surface of the upper wall 2044, but are desirably distributed uniformly on the outer surface of the upper wall 2044. This further improves the uniformity of heat dissipation.

フィン2208は、板形状を有するプレート型であってもよいし、棒形状を有するピン型であってもよいし、その他の型であってもよい。   The fin 2208 may be a plate type having a plate shape, a pin type having a bar shape, or another type.

<第3実施形態>
第3実施形態は、第1実施形態の上部壁1044に代えて採用される上部壁3044に関する。
<Third Embodiment>
The third embodiment relates to an upper wall 3044 that is employed instead of the upper wall 1044 of the first embodiment.

図4は、第3実施形態の上部壁3044及びその周辺の模式図である。図4は断面図である。   FIG. 4 is a schematic view of the upper wall 3044 and its surroundings according to the third embodiment. FIG. 4 is a sectional view.

図4に示すように、上部壁3044においては、第1実施形態の上部壁1044と異なり、波板形状を有する天板3048が設けられる。   As shown in FIG. 4, the top wall 3044 is provided with a top plate 3048 having a corrugated shape unlike the upper wall 1044 of the first embodiment.

天板3048の内面に均一に分布し容器1004の内部へ向かって突出する内面側山部3300の先端は、砂1012に突きさされる。これにより、伝熱が効率よく均一に行われ、放熱が効率よく均一に行われ、セル1008の温度が均一になる。   The tip of the inner surface side peak portion 3300 that is uniformly distributed on the inner surface of the top plate 3048 and protrudes toward the inside of the container 1004 is struck by the sand 1012. Thereby, heat transfer is performed efficiently and uniformly, heat dissipation is performed efficiently and uniformly, and the temperature of the cell 1008 becomes uniform.

天板3048の外面に均一に分布する外面側山部(内面側谷部)3304は、放熱を効率よく行うことに寄与する。   The outer surface side crests (inner surface side troughs) 3304 that are uniformly distributed on the outer surface of the top plate 3048 contribute to efficient heat dissipation.

<第4実施形態>
第4実施形態は、第1実施形態の可変ルーバー1064に代えて採用されるシャッター4064に関する。
<Fourth embodiment>
The fourth embodiment relates to a shutter 4064 employed in place of the variable louver 1064 of the first embodiment.

図5及び図6は、第4実施形態のシャッター4064及びその周辺の模式図である。図5は斜視図であり、図6は断面図である。   5 and 6 are schematic views of the shutter 4064 and its surroundings according to the fourth embodiment. 5 is a perspective view, and FIG. 6 is a cross-sectional view.

図5及び図6に示すように、シャッター4064は、第1実施形態の可変ルーバー1064と同じく、低断熱性壁の上部壁1044よりも外側に設置され上部壁1044の外面を覆う。シャッター4064は、開口4072が形成された面に平行に扉板4068を移動させ、開口4072が開かれ放熱量が多くなる状態と開口4072が閉じられ放熱量が少なくなる状態との間で放熱量を調整する放熱量調整機構を構成する。これにより、上部壁1044からの放熱経路上の開口4072が開閉され、放熱量が調整される。   As shown in FIGS. 5 and 6, the shutter 4064 is installed outside the upper wall 1044 of the low heat insulating wall and covers the outer surface of the upper wall 1044, similar to the variable louver 1064 of the first embodiment. The shutter 4064 moves the door plate 4068 parallel to the surface on which the opening 4072 is formed, and the amount of heat released between the state in which the opening 4072 is opened and the amount of heat released increases and the state in which the opening 4072 is closed and the amount of heat released decreases. A heat radiation amount adjusting mechanism for adjusting the heat is configured. Thereby, the opening 4072 on the heat radiation path from the upper wall 1044 is opened and closed, and the heat radiation amount is adjusted.

シャッター4064により、容器1004の内部の温度を下げる必要があるときに放熱量が増やされ、容器1004の内部の温度を下げる必要がないときに放熱量が減らされ、容器1004の内部の温度が適切に維持される。   The shutter 4064 increases the heat dissipation amount when it is necessary to lower the temperature inside the container 1004, and the heat dissipation amount is decreased when the temperature inside the container 1004 does not need to be decreased, so that the temperature inside the container 1004 is appropriate. Maintained.

<第5実施形態>
第5実施形態は、第1実施形態の可変ルーバー1064に代えて採用される断熱材5064に関する。
<Fifth Embodiment>
The fifth embodiment relates to a heat insulating material 5064 employed in place of the variable louver 1064 of the first embodiment.

図7及び図8は、第5実施形態の断熱材5064及びその周辺の模式図である。図7及び図8は断面図である。図7は、着脱用断熱材5066が取りつけられた状態を示し、図8は、着脱用断熱材5066が取りはずされた状態を示す。   FIG.7 and FIG.8 is the schematic diagram of the heat insulating material 5064 of 5th Embodiment, and its periphery. 7 and 8 are sectional views. FIG. 7 shows a state where the detachable heat insulating material 5066 is attached, and FIG. 8 shows a state where the detachable heat insulating material 5066 is removed.

図7及び図8に示すように、断熱材5064も、上部壁1044よりも外側に設置され、上部壁1044の外面を覆う。断熱材5064の一部の着脱用断熱材5066は、上部壁1044の外面から分離可能である。断熱材5064の全部を着脱用断熱材5066としてもよい。断熱材5064は、図7に示す上部壁1044の外面の被着脱領域5500が露出し放熱量が多くなる状態と図8に示す上部壁1044の外面の被着脱領域5500が露出せず放熱量が少なくなる状態との間で放熱量を調整する放熱量調整機構を構成する。断熱材5064により、容器1004の内部の温度を下げる必要があるときに放熱量が増やされ、容器1004の内部の温度を下げる必要がないときに放熱量が減らされ、容器1004の内部の温度が適切に維持される。断熱材5064は、特に制限されないが、繊維集合体又は発泡体からなるマットであることが一般的である。   As shown in FIGS. 7 and 8, the heat insulating material 5064 is also installed outside the upper wall 1044 and covers the outer surface of the upper wall 1044. A part of the heat insulating material 5066 for attachment / detachment of the heat insulating material 5064 can be separated from the outer surface of the upper wall 1044. The entirety of the heat insulating material 5064 may be used as the heat insulating material 5066 for attachment / detachment. In the heat insulating material 5064, the attached / detached area 5500 on the outer surface of the upper wall 1044 shown in FIG. 7 is exposed to increase the heat radiation amount, and the attached / detached area 5500 on the outer surface of the upper wall 1044 shown in FIG. A heat radiation amount adjusting mechanism that adjusts the heat radiation amount between the reduced state and the heat dissipation amount is configured. The heat insulating material 5064 increases the heat dissipation amount when it is necessary to lower the temperature inside the container 1004, and reduces the heat dissipation amount when the temperature inside the container 1004 does not need to be decreased, so that the temperature inside the container 1004 is reduced. Maintained properly. The heat insulating material 5064 is not particularly limited, but is generally a mat made of a fiber assembly or a foam.

<その他>
上記の説明は、全ての局面において例示であって、この発明は上記の説明に限定されない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定されうる。
<Others>
The above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited to the above description. Innumerable variations not illustrated may be envisaged without departing from the scope of the present invention.

1000 二次電池モジュール
1004 容器
1008 セル
1012 砂
1016 マイカ板
1036 側壁(高断熱性壁)
1040 下部壁(高断熱性壁)
1044,2044,3044 上部壁(低断熱性壁)
1060,2060,2208 フィン
1064 可変ルーバー
4064 シャッター
5064 断熱材
1000 Secondary battery module 1004 Container 1008 Cell 1012 Sand 1016 Mica plate 1036 Side wall (high heat insulating wall)
1040 Lower wall (high thermal insulation wall)
1044, 2044, 3044 Upper wall (low heat insulation wall)
1060, 2060, 2208 Fin 1064 Variable louver 4064 Shutter 5064 Thermal insulation

Claims (6)

容器と、
前記容器の内部に設置され平面配列される二次電池の複数のセルと、
前記容器の内部に設置され前記セルの隙間に充填される不燃性で流動性を有する充填物と、
を備え、
前記容器は、
前記セルの配列面が拡がる方向に前記容器の内部と外部とを隔てる単数又は複数の第1の壁と、
前記セルの配列面が拡がる方向と垂直をなす方向に前記容器の内部と外部とを隔てる単数又は複数の第2の壁と、
を備え、
前記第2の壁は、
前記第1の壁よりも断熱性が低い低断熱性壁、
を備え、
前記容器の内部へ向かって突出し先端が前記充填物に突きさされる突出構造が前記低断熱性壁の内面に分布する、
二次電池モジュール。
A container,
A plurality of cells of a secondary battery installed in a plane and arranged in the container;
A nonflammable and fluid filling that is installed inside the container and is filled in the gaps of the cells;
With
The container is
One or more first walls separating the inside and the outside of the container in a direction in which the arrangement surface of the cells expands;
One or more second walls separating the inside and the outside of the container in a direction perpendicular to the direction in which the arrangement surface of the cells expands;
With
The second wall is
A low thermal insulation wall having lower thermal insulation than the first wall;
With
A protruding structure that protrudes toward the inside of the container and has a tip protruded from the filler is distributed on the inner surface of the low heat insulating wall.
Secondary battery module.
前記複数のセルと前記低断熱性壁との間に設置され前記充填物に埋めこまれる板状又はシート状の絶縁体、
をさらに備える請求項1の二次電池モジュール。
A plate-like or sheet-like insulator which is installed between the plurality of cells and the low heat insulating wall and embedded in the filler;
The secondary battery module according to claim 1, further comprising:
前記低断熱性壁よりも外側に設置され前記低断熱性壁の外面を覆う放熱量調整機構、
をさらに備える請求項1又は請求項2の二次電池モジュール。
A heat release adjustment mechanism installed outside the low heat insulating wall and covering the outer surface of the low heat insulating wall,
The secondary battery module according to claim 1 or 2, further comprising:
前記低断熱性壁は、
内面に第1のフィンが形成された一体構造物の板であり、
前記第1のフィンの先端が前記充填物に突きさされる、
請求項1から請求項3までのいずれかの二次電池モジュール。
The low heat insulating wall is:
It is a plate of an integrated structure in which the first fin is formed on the inner surface,
A tip of the first fin is pushed against the filling,
The secondary battery module according to claim 1.
前記板の外面に第2のフィンがさらに形成される、
請求項4の二次電池モジュール。
A second fin is further formed on the outer surface of the plate;
The secondary battery module according to claim 4.
前記低断熱性壁は、
波板、
を備え、
前記波板の内面側山部の先端が前記充填物に突きさされる、
請求項1から請求項3までのいずれかの二次電池モジュール。
The low heat insulating wall is:
Corrugated sheet,
With
The tip of the inner side crest of the corrugated sheet is pushed by the filler,
The secondary battery module according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016046211A (en) * 2014-08-26 2016-04-04 三菱自動車工業株式会社 Heat dissipation structure of battery pack

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