JP7059828B2 - 仕切り部材、組電池及び組電池の熱伝達制御方法 - Google Patents
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Description
熱量や、組電池を構成する電池以外の部材による伝熱の影響を定量的に考慮した上で、電池間の損傷の連鎖を防ぐために必要となる熱抵抗値についての検討は十分になされていないことがわかった。
前記仕切り部材は、厚み方向と前記厚み方向に直交する面方向とを有するとともに前記面方向に夫々含まれる長軸方向と短軸方向とを有し、さらに、前記厚み方向において反対方向を向いた第1の面と第2の面とを有し、
前記仕切り部材の前記第1の面にある第1の点が150℃に達した場合において、前記第1の点と、前記第2の面内において、前記仕切り部材を前記厚み方向に二等分する分割面に対して前記第1の点と面対称の位置にある第2の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd1)と、
前記第1の点と前記第2の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第1の交点における温度と、前記仕切り部材の前記長軸方向の長さの1/2の距離を前記第1の交点から前記長軸方向に進んだ位置にある、前記分割面上の点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp1)と、
前記第1の面全体を40℃にした場合において、前記第1の点と同じ位置にある第3の点と、前記第2の点と同じ位置にある第4の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd2)と、
前記第3の点と前記第4の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第2の交点における温度と、前記仕切り部材の前記長軸方向の長さの1/2の距離を前記第2の交点から前記長軸方向に進んだ位置にある、前記分割面上の点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp2)とが下記式1を満たす仕切り部材である。
0.03 ≦(θp1/θp2)/(θd1/θd2)< 1.0・・・(式1)
前記仕切り部材は、前記面方向に夫々含まれる長軸方向と短軸方向とを有するとともに前記厚み方向において反対方向を向いた第1の面と第2の面とを有し、
前記n個の単電池の組は、前記第1の面に夫々接するとともに、第1の距離を空けて配置された第1の単電池と第3の単電池とを含み、前記m個の単電池の組は、前記第2面に接し、前記第1の単電池と前記仕切り部材を介して対向する第2の単電池を含み、
前記第1の単電池が接する面全体を150℃とした場合に、前記第1の単電池が前記仕切り部材に接する面内の中心点から、前記長軸方向に、前記第3の単電池側に、前記第1の距離だけ進んだ第1の点と、前記第2の面内において、前記仕切り部材を前記厚み方向に二等分する分割面に対して前記第1の点と面対称の位置にある第2の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd1)と、
前記第1の点と前記第2の点とを結ぶ直線と前記分割面が交わる第1の交点における温度と、前記分割面上の前記第1の交点から、前記分割面上において前記仕切り部材の前記面方向に、前記長軸方向において前記仕切り部材と前記第1の単電池とが接する長さの1/2であり且つ前記第1の距離より長い第2の距離を隔てた点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp1)と、
前記第1の単電池が接する面全体を40℃とした場合に、前記第1の点と同じ位置にある第3の点と、前記第2の点と同じ位置にある第4の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd2)と、
前記第3の点と前記第4の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第2の交点における温度と、前記分割面上の前記第1の交点から、前記分割面上において前記仕切り部材の前記面方向に、前記第2の距離を隔てた点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp2)とが下記式1を満たす仕切り部材である。
0.03 ≦(θp1/θp2)/(θd1/θd2)< 1.0・・・(式1)
0.03 ≦(θp1/θp2)/(θd1/θd2)< 1.0・・・(式1)
度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd2)と、前記第3の点と前記第4の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第2の交点における温度と、前記分割面上の前記第1の交点から、前記分割面上において前記仕切り部材の前記面方向に、前記第2の距離を隔てた点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp2)とが下記式1を満たす。
0.03 ≦(θp1/θp2)/(θd1/θd2)< 1.0・・・(式1)
[1.熱抵抗(θd1)及び熱抵抗(θp1)の決定]
1-1)確認の対象とする仕切り部材の一方の面におけるある領域を150℃に加熱する。この加熱した領域の中の点を第1の点とみなす。なお、この加熱方法はある一点を150℃に加熱することができる方法であればその方法は制限されない。
1-2)第1の点を基準として第2の点を決定する。
1-3)第1の点及び第2の点に基づいて後述の方法により熱抵抗(θd1)及び熱抵抗(θp1)を求める。
[2.熱抵抗(θd2)及び熱抵抗(θp2)の決定]
2-1)第1の点に基づき第3の点を決定する。この第3の点を含む面について面全体を40℃に加熱する。なお、この加熱方法はある面全体を40℃に加熱することができる方法であればその方法は制限されない。
2-2)第3の点を基準として第4の点を決定する。
2-3)第3の点及び第4の点に基づいて後述の方法により熱抵抗(θd2)及び熱抵抗(θp2)を求める。
[3.第1の態様にかかる仕切り部材の確認]
3-1)上記1-3)及び2-3)で求めた熱抵抗の値を用い、上記式1のいずれかを満たすかどうかを確認することにより第1の態様にかかる仕切る部材であるかどうかを確認することができる。
[1.熱抵抗(θd1)及び熱抵抗(θp1)の決定]
1-1)確認の対象とする仕切り部材の一方の面において第1の点を決定する。この第1の点を含む面全体を150℃に加熱する。なお、この加熱方法はある面全体を150℃に加熱することができる方法であればその方法は制限されない。
1-2)第1の点を基準として第2の点を決定する。
1-3)第1の点及び第2の点に基づいて後述の方法により熱抵抗(θd1)及び熱抵抗
(θp1)を求める。
[2.熱抵抗(θd2)及び熱抵抗(θp2)の決定]
2-1)第1の点に基づき第3の点を決定する。この第3の点を含む面について面全体を40℃に加熱する。なお、この加熱方法はある面全体を40℃に加熱することができる方法であればその方法は制限されない。
2-2)第3の点を基準として第4の点を決定する。
2-3)第3の点及び第4の点に基づいて後述の方法により熱抵抗(θd2)及び熱抵抗(θp2)を求める。
[3.第1の態様にかかる仕切り部材の確認]
3-1)上記1-3)及び2-3)で求めた熱抵抗の値を用い、上記式1のいずれかを満たすかどうかを確認することにより第2の態様にかかる仕切る部材であるかどうかを確認することができる。
θd1/θp1≧1.0 ×102・・・(式2)
記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd1)と、前記第1の点と前記第2の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第1の交点における温度と、前記仕切り部材の前記長軸方向の長さの1/2の距離を前記第1の交点から前記長軸方向に進んだ位置にある、前記分割面上の点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp1)と、前記第1の面全体を40℃にした場合において、前記第1の点と同じ位置にある第3の点と、前記第2の点と同じ位置にある第4の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd2)と、前記第3の点と前記第4の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第2の交点における温度と、前記仕切り部材の前記長軸方向の長さの1/2の距離を前記第2の交点から前記長軸方向に進んだ位置にある、前記分割面上の点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp2)とが下記式1を満たして前記第1の単電池から前記仕切り部材を介して伝わる熱量を制御することを含む組電池の熱伝達制御方法であってもよい。
0.03 ≦(θp1/θp2)/(θd1/θd2)< 1.0・・・(式1)
0.03 ≦(θp1/θp2)/(θd1/θd2)< 1.0・・・(式1)
仕切り部材は一組の単電池間、または一つの単電池と単電池以外の部材とを仕切る仕切り部材である。また、仕切り部材は、厚み方向と厚み方向に直交する面方向とを有し、面方向に並んだn個(nは正の整数)の単電池の組と、面方向に並んだn個の単電池の組と異なるm個(mは正の整数)の単電池の組、単電池以外の部材、及びm個の単電池と単電池以外の部材との組み合わせのいずれかとを仕切る仕切り部材であってもよい。以下、実
施形態及び実施例において、仕切り部材は、上述の仕切り部材を含むものとする。図1A及び図1Bは、仕切り部材を例示する図である。図1A及び図1Bには、縦(高さ)、横(幅)、厚みを有する直方体(板体)の仕切り部材1が例示されている。仕切り部材1は、厚み方向において反対方向を向いた2つの面1a及び面1bを有している。
qd= kd(t1-t2)/d [W/m2] ・・・(式3)
ここで、厚み方向の熱流束qdは、厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd)を用いて以下の式4によって表すことができる。
qd= (1/θd)(t1-t2) ・・・(式4)
式3及び式4から、厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd)は、仕切り部材1の厚み方向の熱伝導率kd及び仕切り部材の厚み(d)を用いて表すことができる。即ち、厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd)は以下の式5によって表すことができる。
θd= d/kd[m2・K/W] ・・・(式5)
としては、対象とする環境において仕切り部材において流動や相変化などの熱移動に影響を及ぼす現象がともに進行する場合、それらの影響を含んだ有効熱伝導率を用いることができる。点T1と点T2とを結ぶ直線と、仕切り部材1を厚み方向Dに二等分する面1cとが交わる点T3の温度をt3[℃]とする。面1c上において、点T3と仕切り部材1の長軸方向に距離Lt[m]を隔てた点T4の温度をt4[℃]とする。点T3は、「第1の交点」及び「第2の交点」の一例である。
qp= kp(t3-t4)/Lt[W/m2] ・・・(式6)
ここで、面方向の熱流束qpは、面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp)を用いて以下の式7によって表すことができる。
qp= (1/θp)(t3-t4) ・・・(式7)
式6及び式7から、面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp)は、仕切り部材1の面方向の熱伝導率kp及び仕切り部材1内の前記点T3および点T4間の距離(Lt)を用いて表すことができる。即ち、面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp)は以下の式8によって表すことができる。
θp= Lt/kp[m2・K/W] ・・・(式8)
(nは正の整数)の単電池の組と、前記面方向に並んだ前記n個の単電池の組と異なるm個(mは正の整数)の単電池の組、単電池以外の部材、及び前記m個の単電池と前記単電池以外の部材との組み合わせのいずれかとを仕切るために使用される。
「常圧における沸点が80℃~250℃である流体」は、常圧(1気圧)における沸点が80℃以上250℃以下の流体である。この流体は、上記した沸点を有するものであれば、特に制限されず、常圧において液体及び気体のいずれの状態もとり得るものである。なお、以下において、1種のみで常圧(1気圧)における沸点が80℃以上250℃以下の流体を例示する。しかし、1種のみの沸点ではこの温度範囲外であっても、2種以上の混合物とした場合に、この温度範囲内となる場合、本発明における流体として用いることができる。
仕切り部材1の内部には、上述した流体を保持する流体保持部110が設けられることが好ましい。図2Cに示す例では、流体保持部110は、平板状又はシート状に形成され、流体保持部110が平板状又はシート状の包材120で密封されている。流体保持部110は、図2Cに示すような流体の流路130を有する。
仕切り部材1は面方向に延びる流体の流路を有する。本実施形態において、流路130は、流体が移動し得る長さが1mm以上連続する空間であって、この空間に内接し得る球の直径がこの空間の体積の90%以上の領域において0.1mm以上である空間を含むことが好ましい。
包材120は、流体保持部110を内包し、流体を保持した流体保持部110を密封する。包材120としては、例えば、樹脂シート、樹脂フィルム、樹脂製のパウチ袋などを適用できる。例えば、二枚、又は二つ折りの樹脂シート或いは樹脂フィルムで流体保持部110を挟み込み、その熱融着や接着することで、流体を保持した流体保持部110を密封する。但し、包材120は必ずしも必要なものでなく、例えば、流体保持部110が吸水性の高い多孔質材等で形成されている場合、包材120が無くとも、流体保持部110が所望の時間、所望の量の流体を保持し得る。
次に、仕切り部材1が適用される組電池について説明する。組電池は、例えば、電気自動車(EV、Electric Vehicle)、ハイブリッド電気自動車(HEV、Hybrid Electric Vehicle)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV、Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、電動重機、電動バイク、電動アシスト自転車、船舶、航空機、電車、無停電電源装置(UPS、Uninterruptible Power Supply)、家庭用蓄電システム、風力/太陽光/潮力/地熱等の再生可能エネルギーを利用した電力系統安定化用蓄電池システム等に搭載される電池パックに適用される。但し、組電池は、上述のEV等以外の機器に電力を供給する電力源としても使用し得る。
図3Aは組電池を構成する単電池の一例を示す平面図であり、図3Bは単電池の一例を
示す正面図であり、図3Cは、単電池の一例を示す側面図である。
図4は、複数の単電池を用いて形成された組電池を、単電池の端子を通る高さ方向Hの面で切断した場合の端面を示す図である。組電池100は、底面及び四方の側面を有する筐体300に、複数の単電池200を収容している。各単電池200間には上述した仕切り部材1が配置され、隣接する単電池200間は、仕切り部材1の厚み方向Dにおいて仕切られている。隣り合う単電池200の正極端子(例えば端子210)と負極端子(例えば端子220)とがバスバー(図示なし)によって電気的に直列に接続されることにより、組電池100は、所定の電力を出力する。図4に示されるように、組電池100は、筐体300の底面と各単電池200との間に、仕切り部材1と同様の構成を有する仕切り部材1Aを配置するものであってもよい。
図5は、1つの単電池内で局所的な異常発熱が発生する第1のケースを模式的に示す図である。図5のA1は、組電池の通常の運転時を仮定している。単電池21及び単電池22とは仕切り部材1Xで仕切られている。
からの熱の伝達媒体となり、仕切り部材1Xの厚み方向において所定の熱伝導率を持つ。一方、流体が気化するとその気化した流体が存する流体保持部110の部分の熱伝導率は低下し、当該部分は断熱層として作用する。図5のC1に示すように、流体保持部11の一部が気体の流体或いは空気を含む状態になると、流体保持部110が断熱層として機能する。仕切り部材1Xの流体保持部11が気体の流体或いは空気を含む部分1Xaにおいて、仕切り部材の厚み方向の熱抵抗は増加し、単電池22に伝わる熱量は抑制される。従って、単電池22が単電池21からの熱を受けて異常発熱になることを回避することができる。
れる仕切り部材1を介する熱移動に着目し、仕切り部材1によるセル200間の延焼抑制の可能性を検討した。評価対象の組電池として、図7Aおよび図8に示すとおり、2セルから構成される2次元座標系簡易組電池モデルおよび、4セルから構成される2次元座標系簡易組電池モデルを構築した。
]を与えた。
比較例1-1では、仕切り部材1は、仕切り部材1の内部において、セル21内部に与えた局所的な高温部に接する部位の内部平均温度が所定温度に達した時点で、厚み方向D、面方向Pともに熱伝導率が変化するスイッチング機能を有する高機能仕切り部材であるものと想定し、仕切り部材1のスイッチング温度を100℃、厚み方向の初期熱伝導率を1.0W/(m・K)、厚み方向スイッチング後の熱伝導率を0.10W/(m・K)、また面方向の初期熱伝導率を1.0W/(m・K)、面方向スイッチング後の熱伝導率を300W/(m・K)とした。膜厚は2.0mmとした。これらの条件下で、各セル200内の温度、並びに仕切り部材1の内部温度及び単位面積当たりの熱抵抗を推算した。
セル21およびセル22表面各点の温度の加重平均から求めた。仕切り部材の内部においてセル21内部の局所的な高温部に最も近接するTS11の温度は約40秒後に150℃程度まで上昇するが、その時点でTS12の温度は90℃程度、TS13の温度は50℃程度、TS14の温度は30℃程度、TS15の温度は30℃程度であり、セル21の局所的な高温部から仕切り部材1に伝わった熱の分散度が低いことが示された。また、セル21内部で局所的な高温部が発生してから約60秒後には、セル21が異常発熱状態に至ることで仕切り部材内部温度も急上昇し、100秒後には約650℃でほぼ均一となるものと推算された。
(θp1/θp2)/(θd1/θd2)= 3.3×10-4
θd1/θp1= 8.1×101
と算出された。即ち、比較例1-1における仕切り部材1は、単位面積当たりの熱抵抗に関する上述の(式1)および(式2)のいずれの条件をも満たしていない。
比較例1-2では、仕切り部材1は、ポリプロピレン(PP)等の一般的な樹脂製であるものと想定し、膜厚は2mm、熱伝導率は0.20W/m・Kとした。これらの条件下で、各セル200内の温度、並びに仕切り部材1の内部温度及び単位面積当たりの熱抵抗を推算した。
(θp1/θp2)/(θd1/θd2)= 1.0
θd1/θp1= 2.7×10-2
と算出された。即ち、比較例1-2における仕切り部材1は、単位面積当たりの熱抵抗に関する上述の(式1)および(式2)のいずれの条件をも満たしていない。
実施例1-1では、仕切り部材1は、面方向に高い熱伝導率を有するとともに、仕切り部材1の内部において、セル21内部に発熱量を与えて発生させた局所的な高温部に接する部位の内部平均温度が所定温度に達した時点で厚み方向Dに熱伝導率が変化するスイッチング機能を有する高機能仕切り部材であるものと想定し、膜厚は2.0mmとした。
(θp1/θp2)/(θd1/θd2)= 1.0×10-1
θd1/θp1= 1.4x102
と算出された。即ち、実施例1-1における仕切り部材1は、単位面積当たりの熱抵抗に関する上述の(式1)および(式2)の条件を満たしている。
比較例2-1では、仕切り部材1は、例えば、厚み方向と前記厚み方向に直交する面方向とを有し、前記厚み方向において単電池間、又は単電池と前記単電池以外の部材とを仕切る仕切り部材であって、常圧における沸点が80℃以上250℃以下である流体と、前記面方向に沿って延びる前記流体の流路とをその内部に有するように設計された構造物とすることができる。このような構造物により、仕切り部材1のスイッチング温度を100℃、厚み方向の初期熱伝導率を1.0W/(m・K)、厚み方向スイッチング後の熱伝導率を0.20W/(m・K)、また面方向の初期熱伝導率を1.0W/(m・K)、面方向スイッチング後の熱伝導率を300W/(m・K)とした。膜厚は2.0mmとした。これらの条件下で、各セル200内の温度、並びに仕切り部材1の内部温度及び単位面積当たりの熱抵抗を推算した。
600K付近まで上昇するが、その時点でセル23とセル24に挟まれた部分の平均温度は330K程度に満たない。つまり、仕切り部材1の内部において、異常発熱したセル21からセル22、セル23およびセル24に伝わる熱の分散度が適切ではないことが示された。その後、仕切り部材の内部においてセル21とセル22に挟まれた部分の平均温度は徐々に低下するが、異常発熱状態に至ったセル21から伝わった熱でセル22が異常発熱状態に至ることで、再び上昇し800K付近に到達するものと推算された。
(θp1/θp2)/(θd1/θd2)= 6.7×10-4
θd1/θp1= 4.1×101
と算出された。即ち、比較例2-1における仕切り部材1は、単位面積当たりの熱抵抗に関する上述の(式1)および(式3)のいずれの条件をも満たしていない。
比較例2-2では、仕切り部材1は、ポリプロピレン(PP)等の一般的な樹脂製であるものと想定し、膜厚は2mm、熱伝導率は0.20W/m・Kとした。これらの条件下で、各セル200内の温度、並びに仕切り部材1の内部温度及び単位面積当たりの熱抵抗を推算した。
650K付近まで上昇するが、その時点でセル23とセル24に挟まれた部分の平均温度は室温からほとんど上昇していない。つまり、仕切り部材1の内部において、異常発熱したセル21からセル22、セル23およびセル24に伝わる熱の分散度が適切ではないことが示された。その後、仕切り部材の内部においてセル21とセル22に挟まれた部分の平均温度は徐々に低下するが、異常発熱状態に至ったセル21から伝わった熱でセル22が異常発熱状態に至ることで再び上昇し、900K付近に到達するものと推算された。
(θp1/θp2)/(θd1/θd2)= 1.0
θd1/θp1= 2.7×10-2
と算出された。即ち、比較例2-2における仕切り部材1は、単位面積当たりの熱抵抗に関する上述の(式1)および(式3)のいずれの条件をも満たしていない。
実施例2-1では、仕切り部材1は、面方向Pに高い熱伝導率を有するとともに、異常発熱したセル21とそれに対向するセル22に挟まれた部分の平均温度が所定温度に達した時点で厚み方向に熱伝導率が変化するスイッチング機能を有する高機能仕切り部材であるものと想定し、膜厚は2.0mmとした。
4Cの縦軸は仕切り部材の内部温度(K)、横軸はセル21内部で異常発熱部位が発生してからの時間[秒]を示す。
(θp1/θp2)/(θd1/θd2)= 2.0×10-1
θd1/θp1= 1.4×102
と算出された。即ち、実施例2-1における仕切り部材1は、単位面積当たりの熱抵抗に関する上述の(式1)および(式3)の条件を満たしている。
100 組電池
110 流体保持部
120 包材
130 流路
2、200 単電池(セル)
300 筐体
Claims (8)
- 一組の単電池間を仕切る仕切り部材、または一つの単電池と前記単電池以外の部材とを仕切る仕切り部材であって、
前記仕切り部材は、厚み方向と前記厚み方向に直交する面方向とを有するとともに前記面方向に夫々含まれる長軸方向と短軸方向とを有し、さらに、前記厚み方向において反対方向を向いた第1の面と第2の面とを有し、
前記仕切り部材の前記第1の面にある第1の点が150℃に達した場合において、前記第1の点と、前記第2の面内において、前記仕切り部材を前記厚み方向に二等分する分割面に対して前記第1の点と面対称の位置にある第2の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd1)と、
前記第1の点と前記第2の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第1の交点における温度と、前記仕切り部材の前記長軸方向の長さの1/2の距離を前記第1の交点から前記長軸方向に進んだ位置にある、前記分割面上の点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp1)と、
前記第1の面全体を40℃にした場合において、前記第1の点と同じ位置にある第3の点と、前記第2の点と同じ位置にある第4の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd2)と、
前記第3の点と前記第4の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第2の交点における温度と、前記仕切り部材の前記長軸方向の長さの1/2の距離を前記第2の交点から前記長軸方向に進んだ位置にある、前記分割面上の点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp2)とが下記式1を満たす仕切り部材。
0.03 ≦(θp1/θp2)/(θd1/θd2)< 1.0 ・・・(式1) - 厚み方向と前記厚み方向に直交する面方向とを有し、前記面方向に並んだn個(nは正の整数)の単電池の組と、前記面方向に並んだ前記n個の単電池の組と異なるm個(mは正の整数)の単電池の組、単電池以外の部材、及び前記m個の単電池と前記単電池以外の部材との組み合わせのいずれかとを仕切る仕切り部材であって、
前記仕切り部材は、前記面方向に夫々含まれる長軸方向と短軸方向とを有するとともに前記厚み方向において反対方向を向いた第1の面と第2の面とを有し、
前記n個の単電池の組は、前記第1の面に夫々接するとともに、第1の距離を空けて配置された第1の単電池と第3の単電池とを含み、前記m個の単電池の組は、前記第2の面に接し、前記第1の単電池と前記仕切り部材を介して対向する第2の単電池を含み、
前記第1の単電池が接する面全体を150℃とした場合に、前記第1の単電池が前記仕切り部材に接する面内の中心点から、前記長軸方向に、前記第3の単電池側に、前記第1の距離だけ進んだ第1の点と、前記第2の面内において、前記仕切り部材を前記厚み方向に二等分する分割面に対して前記第1の点と面対称の位置にある第2の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd1)と、
前記第1の点と前記第2の点とを結ぶ直線と前記分割面が交わる第1の交点における温度と、前記分割面上の前記第1の交点から、前記分割面上において前記仕切り部材の前記面方向に、前記長軸方向において前記仕切り部材と前記第1の単電池とが接する長さの1/2であり且つ前記第1の距離より長い第2の距離を隔てた点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp1)と、
前記第1の単電池が接する面全体を40℃とした場合に、前記第1の点と同じ位置にある第3の点と、前記第2の点と同じ位置にある第4の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd2)と、
前記第3の点と前記第4の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第2の交点における温度と、前記分割面上の前記第1の交点から、前記分割面上において前記仕切り部材の前記面方向に、前記第2の距離を隔てた点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp2)とが下記式1を満たす仕切り部材。
0.03 ≦(θp1/θp2)/(θd1/θd2)< 1.0・・・(式1) - 前記熱抵抗(θd1)と、前記熱抵抗(θp1)とが下記式2を満たす請求項1又は2に記載の仕切り部材。
θd1/θp1≧1.0 ×102・・・(式2) - 前記仕切り部材に接する前記単電池の厚みがL[mm]である場合に、厚みがL/50mm以上L/5mm以下である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の仕切り部材。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の仕切り部材を含む組電池。
- 前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの前記熱抵抗(θd1)が増加し、かつ面方向の単位面積当たりの前記熱抵抗(θp1)が減少して異常昇温した単電池から前記異常昇温した単電池に対して前記仕切り部材の前記厚み方向に対向する単電池へ伝わる熱量が制御される、請求項5に記載の組電池。
- 一組の単電池間を仕切る仕切り部材、または一つの単電池と前記単電池以外の部材とを仕切る仕切り部材であって、
前記仕切り部材は、厚み方向と前記厚み方向に直交する面方向とを有するとともに前記面方向に夫々含まれる長軸方向と短軸方向とを有し、さらに、前記厚み方向において反対方向を向いた第1の面と第2の面とを有し、
前記仕切り部材の前記第1の面にある第1の点が150℃に達した場合において、前記第1の点と、前記第2の面内において、前記仕切り部材を前記厚み方向に二等分する分割面に対して前記第1の点と面対称の位置にある第2の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd1)と、
前記第1の点と前記第2の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第1の交点における温度と、前記仕切り部材の前記長軸方向の長さの1/2の距離を前記第1の交点から前記長軸方向に進んだ位置にある、前記分割面上の点における温度との差に応じて定義される
前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp1)と、
前記第1の面全体を40℃にした場合において、前記第1の点と同じ位置にある第3の点と、前記第2の点と同じ位置にある第4の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd2)と、
前記第3の点と前記第4の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第2の交点における温度と、前記仕切り部材の前記長軸方向の長さの1/2の距離を前記第2の交点から前記長軸方向に進んだ位置にある、前記分割面上の点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp2)とが下記式1を満たして第1の単電池から前記仕切り部材を介して伝わる熱量を制御することを含む組電池の熱伝達制御方法。
0.03 ≦(θp1/θp2)/(θd1/θd2)< 1.0・・・(式1) - 厚み方向と前記厚み方向に直交する面方向とを有し、前記面方向に並んだn個(nは正の整数)の単電池の組と、前記面方向に並んだ前記n個の単電池の組と異なるm個(mは正の整数)の単電池の組、単電池以外の部材、及び前記m個の単電池と前記単電池以外の部材との組み合わせのいずれかとを仕切る仕切り部材であって、
前記仕切り部材は、前記面方向に夫々含まれる長軸方向と短軸方向とを有するとともに前記厚み方向において反対方向を向いた第1の面と第2の面とを有し、
前記n個の単電池の組は、前記第1の面に夫々接するとともに、第1の距離を空けて配置された第1の単電池と第3の単電池とを含み、前記m個の単電池の組は、前記第2の面に接し、前記第1の単電池と前記仕切り部材を介して対向する第2の単電池を含み、
前記第1の単電池が接する面全体を150℃とした場合に、前記第1の単電池が前記仕切り部材に接する面内の中心点から、前記長軸方向に、前記第3の単電池側に、前記第1の距離だけ進んだ第1の点と、前記第2の面内において、前記仕切り部材を前記厚み方向に二等分する分割面に対して前記第1の点と面対称の位置にある第2の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd1)と、
前記第1の点と前記第2の点とを結ぶ直線と前記分割面が交わる第1の交点における温度と、前記分割面上の前記第1の交点から、前記分割面上において前記仕切り部材の前記面方向に、前記長軸方向において前記仕切り部材と前記第1の単電池とが接する長さの1/2であり且つ前記第1の距離より長い第2の距離を隔てた点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp1)と、
前記第1の単電池が接する面全体を40℃とした場合に、前記第1の点と同じ位置にある第3の点と、前記第2の点と同じ位置にある第4の点との温度の差に応じて定義される前記仕切り部材の前記厚み方向の単位面積当たりの熱抵抗(θd2)と、
前記第3の点と前記第4の点とを結ぶ直線と前記分割面とが交わる第2の交点における温度と、前記分割面上の前記第1の交点から、前記分割面上において前記仕切り部材の前記面方向に、前記第2の距離を隔てた点における温度との差に応じて定義される前記仕切り部材の前記面方向の単位面積当たりの熱抵抗(θp2)とが下記式1を満たして前記第1の単電池から前記仕切り部材を介して伝わる熱量を制御する
ことを含む組電池の熱伝達制御方法。
0.03 ≦(θp1/θp2)/(θd1/θd2)< 1.0・・・(式1)
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