JP2021089811A - 電池パック - Google Patents
電池パック Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021089811A JP2021089811A JP2019218297A JP2019218297A JP2021089811A JP 2021089811 A JP2021089811 A JP 2021089811A JP 2019218297 A JP2019218297 A JP 2019218297A JP 2019218297 A JP2019218297 A JP 2019218297A JP 2021089811 A JP2021089811 A JP 2021089811A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- housing
- battery cell
- pcu
- cooling water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 7
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 abstract description 88
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 description 41
- 230000008569 process Effects 0.000 description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 19
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 13
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 5
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Description
複数の電池セルを収納する筐体(20)と、
筐体内に絶縁性の冷却液体を供給するとともに循環させる循環部(50,90,130)と、
電池セルの温度が高くなるほどに、電池セルが冷却液体に浸漬される量を増大させる浸漬部(40,90,130)と、を有する。
図1〜図7に基づいて本実施形態に係る電池パック100、および、それを含む電力システム200を説明する。なお、図1では介在部材12と冷却水の図示を省略している。図1と図2では直列バスバ18と外部接続端子19の図示を省略している。図2,3,5,6において冷却水をハッチングで示している。
電力システム200は車両に搭載される。図1に示すように電力システム200は、電池パック100、電力変換装置110、モータ120、および、PCU130を有する。本実施形態では電池パック100にPCU130が含まれている。PCUはパワーコントロールユニットの略である。
次に電池パック100を説明する。電池パック100はフロアパネルなどの車両の床上に設けられる。電池パック100は上記した電池10とSMR80の他に、筐体20、配管30、開閉弁40、供給ポンプ50、熱交換器60、センサ70、および、BMU90を有する。
電池10は電池セル11と介在部材12それぞれを複数有する。図2および図3に示すように複数の電池セル11はy方向に離間して並んでいる。介在部材12はy方向に並ぶ複数の電池セル11の間に介在されている。
筐体20は底壁21、側壁22、および、天壁23を有する。底壁21はz方向に並ぶ内底面21aとその裏側の外底面21bを有する。側壁22は内底面21aから環状に起立している。側壁22の先端側で開口が区画されている。この開口が天壁23によって閉塞される。
配管30は筐体20の内部空間の外に配置される。配管30の中空と流出孔32の外側面22b側の開口とが連通する態様で、配管30の一端が流出孔32に連結される。配管30の中空と流入孔31の外天面23b側の開口とが連通する態様で、配管30の他端が流入孔31に連結される。これにより配管30の中空と筐体20の内部空間とが連通している。配管30の中空と筐体20の内部空間とによって環状の空間が構成されている。
配管30の一端側には、開閉弁40として、第1開閉弁41、第2開閉弁42、および、第3開閉弁43が設けられている。第1開閉弁41は第1配管36に設けられている。第2開閉弁42は第2配管37に設けられている。第3開閉弁43は第3配管38に設けられている。これら第1開閉弁41、第2開閉弁42、および、第3開閉弁43それぞれの開閉制御はPCU130によってなされる。開閉弁40とPCU130が浸漬部に相当する。PCU130が制御部に相当する。
供給ポンプ50は配管30に連結される。供給ポンプ50は配管30内の冷却水を流出孔32から流入孔31側へと向かって流動させる機能を果たす。供給ポンプ50の駆動制御はPCU130によってなされる。供給ポンプ50とPCU130が循環部に相当する。
熱交換器60は配管30を流れる冷却水と熱交換することで、冷却水の温度を調整する機能を果たす。熱交換器60の駆動制御はPCU130によってなされる。
筐体20と配管30とを流動する冷却水は絶縁性を備えている。そのために冷却水を介して複数の電池セル11が漏電することが避けられている。係る性質を備える冷却水としては、例えば、アルカンなどの炭化水素、ケトン類、シリコーン系油などの非プロトン性の非水溶液体を採用することができる。また、この冷却水としては、例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコールなどのマイナス電極に含まれる負極活物質と穏やかに反応して、反応性の低い物質へと変換する液体を採用することができる。冷却水が冷却液体に相当する。
センサ70は、冷却水と電池セル11のうちの少なくとも一方に関連する物理量を検出する。冷却水に関連する物理量としては、例えば、冷却水の水量、温度、導電率などがある。電池セル11に関連する物理量としては、例えば、電池セル11の温度、電流、電圧などがある。
SMR80は電流の通電と遮断とを切り換える機械式のスイッチである。SMR80による電流の通電と遮断の切り換えがPCU130によって制御される。図1に示すようにSMR80は筐体20に設けられている。
BMU90はバッテリーマネージメントユニットである。BMU90は主として電池10のSOCを管理する。図1に示すようにBMU90は筐体20に設けられている。
次に、PCU130による電池10の冷却制御を図4〜図7に基づいて説明する。なお、図5において開閉弁が閉状態であることを×で示している。開閉弁が開状態であることを○で示している。開閉弁が開状態または閉状態であることを○/×で示している。
これまでに説明したように、PCU130による冷却制御によって、電池セル11の状態に応じて筐体20内の冷却水の貯留状態が変化する。すなわち、電池セル11の温度が高くなるほどに筐体20内の冷却水の水位が高くなる。
次に、第2実施形態を図8に基づいて説明する。第1実施形態では、PCU130は電池10に異常が生じていると判定すると浸漬処理を実行する例を示した。
次に、第3実施形態を図9および図10に基づいて説明する。第1実施形態と第2実施形態では、高冷却処理、通常冷却処理、低冷却処理などの各種冷却処理における冷却水の流速について特に言及していなかった。
次に、第4実施形態を図11および図12に基づいて説明する。第1実施形態では、筐体20の収納空間に電池10の全てが収納される例を示した。これに対して本実施形態では筐体20の収納空間に電池10の一部が収納される。
本実施形態では、図11に示すように、電池セル11と収納孔23cとの間の空隙を埋めるための第1パッキン91が各電池セル11に取り付けられている。第1パッキン91はz方向まわりで環状を成している。この第1パッキン91の中空に電池セル11が挿入されている。第1パッキン91の中空を区画する環状の内面と電池セル11の備える電池ケース13の側面および主面それぞれとがz方向まわりで全周にわたって接触している。
第1実施形態で説明したように電池ケース13の上端面13aには、局所的に剛性の低まったガス排出弁13gが形成されている。図12に示すように、この上端面13aにおけるガス排出弁13g周りに接触する態様で、第2パッキン92が上端面13aに設けられる。
第1実施形態で説明したように電池10は電池セル11と介在部材12それぞれを複数有する。本実施形態では、図12に示すように電池10はこれら電池セル11と介在部材12の他に拘束部材94を有する。
各実施形態では筐体20にSMR80とBMU90の設けられる例を示した。しかしながらSMR80とBMU90の配置場所としては上記例に限定されない。
第1実施形態ではセンサ70が電池セル11に関連する物理量を検出する例を示した。しかしながらセンサ70は冷却水に関連する物理量を検出してもよい。
PCU130は冷却制御において開閉弁40と供給ポンプ50のうちの少なくとも一方を制御する例を示した。これに対して、PCU130は冷却制御において熱交換器60を制御してもよい。PCU130は電池セル11の温度が高まるほどに熱交換器60に設定する目標温度を低めてもよい。
各実施形態では、電池10の温度に応じて冷却制御を実施する例を示した。しかしながら、電池10は電流の通電に応じて発熱する。そのために電池10に流れる電流に応じて冷却制御を実施してもよい。この変形例の場合、センサ70は電池セル11に流れる電流を検出する。
各実施形態ではPCU130が開閉弁40、供給ポンプ50、および、熱交換器60の駆動を制御する例を示した。そしてPCU130が冷却制御を実施する例を示した。しかしながらこれとは異なり、BMU90が開閉弁40、供給ポンプ50、および、熱交換器60の駆動を制御してもよい。BMU90が冷却制御を実施してもよい。
各実施形態では天壁23の左壁24側に流入孔31が形成され、右壁25側に流出孔32の形成される例を示した。しかしながら例えば図14において破線で示すように、後壁27に流入孔31が形成され、前壁26に流出孔32の形成された構成を採用することもできる。
各実施形態では、筐体20の内部空間に収納された状態で、電池セル11の下端面13b側が底壁21側に位置し、上端面13a側が天壁23側に位置する例を示した。しかしながら、筐体20の内部空間に収納された状態で、電池セル11の下端面13b側が前壁26側に位置し、上端面13a側が後壁27側に位置する構成を採用することもできる。
Claims (8)
- 複数の電池セル(11)と、
複数の前記電池セルを収納する筐体(20)と、
前記筐体内に絶縁性の冷却液体を供給するとともに循環させる循環部(50,90,130)と、
前記電池セルの温度が高くなるほどに、前記電池セルが前記冷却液体に浸漬される量を増大させる浸漬部(40,90,130)と、を有する電池パック。 - 前記筐体には、鉛直方向に離間して並ぶ複数の流出孔(33〜35)が形成され、
前記浸漬部は、前記流出孔の連通と遮断とを開閉で切り換える開閉弁(41〜43)と、前記電池セルの温度が高くなるほどに、前記電池セルが前記冷却液体に浸漬される量が増大するように、複数の前記開閉弁の開閉を制御する制御部(90,130)と、を有する請求項1に記載の電池パック。 - 前記浸漬部は、前記電池セルの充電量が所定値よりも低くなる場合、若しくは、複数の前記電池セルが充電状態の場合、前記電池セルの温度にかかわらずに、前記電池セルが前記冷却液体に浸漬される量を増大させる請求項1に記載の電池パック。
- 前記循環部は、前記電池セルの温度が高くなるほどに、前記筐体内を流動する前記冷却液体の流速を速まらせる請求項1〜3いずれか1項に記載の電池パック。
- 前記循環部は、前記電池セルの充電量が所定値よりも低くなる場合、若しくは、複数の前記電池セルが充電状態の場合、前記電池セルの温度にかかわらずに、前記筐体内を流動する前記冷却液体の流速を速まらせる請求項4に記載の電池パック。
- 複数の前記電池セルと外部機器(110)とを接続するスイッチ(80)を有し、
前記スイッチは前記筐体に固定されている請求項1〜5いずれか1項に記載の電池パック。 - 前記電池セルは上端部に電極端子(13,14)を有し、
前記電池セルの上端部側は前記筐体の外に位置している請求項1〜6いずれか1項に記載の電池パック。 - 前記冷却液体に含まれる電解物質を検出する電解検出部(71,72)を有する請求項1〜7いずれか1項に記載の電池パック。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019218297A JP7234912B2 (ja) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 電池パック |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019218297A JP7234912B2 (ja) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 電池パック |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021089811A true JP2021089811A (ja) | 2021-06-10 |
JP7234912B2 JP7234912B2 (ja) | 2023-03-08 |
Family
ID=76220710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019218297A Active JP7234912B2 (ja) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 電池パック |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7234912B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113675502A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-19 | 苏州清陶新能源科技有限公司 | 一种电池模组的冷却介质流量控制方法及电池模组 |
WO2023287233A1 (ko) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치 |
WO2024122212A1 (ja) * | 2022-12-07 | 2024-06-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電池パック |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005019134A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池システム |
JP2008218147A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | 温度調節機構および車両 |
JP2009009730A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Toyota Motor Corp | 電源装置 |
-
2019
- 2019-12-02 JP JP2019218297A patent/JP7234912B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005019134A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池システム |
JP2008218147A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | 温度調節機構および車両 |
JP2009009730A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Toyota Motor Corp | 電源装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023287233A1 (ko) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 랙 및 이를 포함하는 전력 저장 장치 |
CN113675502A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-19 | 苏州清陶新能源科技有限公司 | 一种电池模组的冷却介质流量控制方法及电池模组 |
WO2024122212A1 (ja) * | 2022-12-07 | 2024-06-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電池パック |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7234912B2 (ja) | 2023-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2021089811A (ja) | 電池パック | |
CN108701790B (zh) | 电池***及具备电池***的电动车辆 | |
JP5790767B2 (ja) | 車両用バッテリの制御装置及び車両用バッテリの制御方法 | |
WO2014045628A1 (ja) | 二次電池装置および二次電池システム | |
JP6797301B2 (ja) | バッテリーモジュール | |
KR20160134124A (ko) | 이차 전지용 카트리지를 포함하는 배터리 팩 | |
KR20130104615A (ko) | 배터리 충전 시스템 및 그 충전 방법 | |
JP6279493B2 (ja) | 電池システム | |
JP2010061988A (ja) | 蓄電装置 | |
JP2018006043A (ja) | バッテリシステム及びバッテリシステムを備える電動車両 | |
JP2007273353A (ja) | 電池構造 | |
US20210399355A1 (en) | Battery module and battery pack thermal control system | |
JP2019121538A (ja) | 高出力バッテリーまたはキャパシタモジュール | |
JP2021514535A (ja) | モジュールハウジングを含むバッテリーモジュール | |
KR20190079798A (ko) | 고출력 배터리 또는 콘덴서 모듈 | |
US20220263183A1 (en) | Battery pack having integrated mechanical and electrical fixing structure of battery modules | |
JP5861623B2 (ja) | 温度調節システム | |
KR102586103B1 (ko) | 배터리 시스템, 배터리 시스템 내부 누출 검출 방법, 및 배터리 시스템을 포함하는 차량 | |
CN114448049A (zh) | 一种温度控制***及方法、储能充电*** | |
JP7264082B2 (ja) | 電池パック、および、それを含む電力システム | |
JP2021077571A (ja) | 電池パック | |
KR20220007821A (ko) | 차량용 배터리 팩 및 이를 포함하는 배터리 시스템 | |
US20200403282A1 (en) | Energy storage system | |
KR20150118831A (ko) | 이차 전지 및 그 팩 | |
JP7417749B2 (ja) | バッテリーモジュール、それを含むバッテリーパック及びそのバッテリーパックを含む自動車 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220310 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230124 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230206 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7234912 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |