JP7063385B2 - Battery holders, battery packs, electronic devices and electric vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、電池ホルダ、電池パック、電子機器及び電動車両に関する。 The present invention relates to a battery holder, a battery pack, an electronic device and an electric vehicle.
電気機器に限らず、自動車等にも用途が拡大しつつある電池として、リチウムイオン電池が知られている。リチウムイオン電池は高出力である一方、何らかのアクシデントによりリチウムイオン電池セル内部で発生した短絡等により、リチウムイオン電池が異常発熱する虞がある。このため、リチウムイオン電池の安全性に対する様々な研究開発が行われている。 Lithium-ion batteries are known as batteries whose applications are expanding not only to electric devices but also to automobiles and the like. While the lithium-ion battery has a high output, there is a risk that the lithium-ion battery will generate abnormal heat due to a short circuit or the like generated inside the lithium-ion battery cell due to some accident. Therefore, various researches and developments on the safety of lithium-ion batteries have been carried out.
例えば、特許文献1には、電池ホルダを熱伝導性の材料で作製し、リチウムイオン電池セルを電池ホルダに挿入した際に生じる隙間に吸熱剤を設けた電池モジュールが記載されている。特許文献1に記載の技術では、あるリチウムイオン電池セルが異常発熱した場合に、その熱を周囲の吸熱剤が吸熱し、吸熱しきれなかった熱を電池ホルダに熱拡散することで、異常なリチウムイオン電池セルの更なる温度上昇を抑制するようにしている。
For example,
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、吸熱剤が電池ホルダの表面にしか存在せず、吸熱剤の量が僅かであるため、リチウムイオン電池が異常発熱した場合に吸熱剤により吸収される熱量が少なく、異常発熱したリチウムイオン電池を十分に冷却することができないという問題があった。そして、異常発熱したリチウムイオン電池の高温の熱が、当該リチウムイオン電池に隣接する他のリチウムイオン電池に伝搬してしまうという問題があった。
However, in the technique described in
従って、本発明は、リチウムイオン電池等の電池が異常発熱した場合でも、当該電池を効果的に冷却することができる電池ホルダ、電池パック、電子機器及び電動車両を提供することを目的の一つとする。 Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a battery holder, a battery pack, an electronic device, and an electric vehicle capable of effectively cooling the battery even when the battery such as a lithium ion battery generates abnormal heat. do.
本発明は、例えば、
脱水吸熱反応を呈する物質を含む弾性体により構成され、
電池が収納される電池収納部を有し、
電池収納部の表面にスリットが形成され、
電池は円筒形状を有し、
電池収納部は、円筒形状の電池を収納する中空の円筒形状を有し、
電池を収納していない状態における電池収納部の径の大きさが、電池の径の大きさ以下である
電池ホルダである。
The present invention is, for example,
It is composed of an elastic body containing a substance that exhibits a dehydration endothermic reaction.
It has a battery compartment for storing batteries, and has a battery compartment.
A slit is formed on the surface of the battery compartment ,
The battery has a cylindrical shape and
The battery storage unit has a hollow cylindrical shape for storing a cylindrical battery.
The diameter of the battery compartment when the battery is not stored is less than or equal to the diameter of the battery.
It is a battery holder.
また、本発明は、例えば、
上述した電池ホルダと、
電池ホルダが有する電池収納部に収納される電池と、
電池ホルダを収納する筐体部と
を有する電池パックである。
本発明は、上述した電池パックを有する電子機器でも良い。
本発明は、上述した電池パックを有する電動車両でも良い。Further, the present invention is, for example,
With the battery holder mentioned above,
Batteries stored in the battery compartment of the battery holder and
It is a battery pack that has a housing for storing the battery holder.
The present invention may be an electronic device having the battery pack described above.
The present invention may be an electric vehicle having the battery pack described above.
本発明の少なくとも実施の形態によれば、リチウムイオン電池等の電池が異常発熱した場合でも、当該電池を効果的に冷却することができる。なお、本明細書で例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。 According to at least an embodiment of the present invention, even when a battery such as a lithium ion battery generates abnormal heat, the battery can be effectively cooled. It should be noted that the contents of the present invention are not limitedly interpreted by the effects exemplified in the present specification.
以下、本発明の実施の形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
<実施の形態>
<変形例>
<応用例>
以下に説明する実施の形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。Hereinafter, embodiments and the like of the present invention will be described with reference to the drawings. The explanation will be given in the following order.
<Embodiment>
<Modification example>
<Application example>
The embodiments described below are suitable specific examples of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to these embodiments and the like.
本発明の実施の形態では、電池の一例として、円筒形状のリチウムイオン二次電池セルを例にして説明する。勿論、リチウムイオン二次電池以外の他の電池や円筒形状以外の電池が用いられても良い。電池パックは、1又は複数のリチウムイオン電池セルを有している。なお、以下の説明では、同一、同質の構成、処理等に対しては同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜、省略する。また、図示が煩雑となることを防止するために、一部の構成にのみ参照符号を付す場合がある。 In the embodiment of the present invention, as an example of the battery, a cylindrical lithium ion secondary battery cell will be described as an example. Of course, a battery other than the lithium ion secondary battery or a battery other than the cylindrical shape may be used. The battery pack has one or more lithium ion battery cells. In the following description, the same reference numerals will be given to the same and homogeneous configurations, processes, etc., and duplicated descriptions will be omitted as appropriate. Further, in order to prevent the illustration from becoming complicated, a reference reference numeral may be added only to a part of the configurations.
<実施の形態>
[電池パックの構成例]
図1は、実施の形態に係る電池パック(電池パック1)の構成例を説明するための分解斜視図である。電池パック1は、電池(電池5)を収納、保持する電池ホルダ2と、内部に電池ホルダ2を収納する筐体部としてのケース3を有している。ケース3は、例えば、上下方向に上ケース3aと下ケース3bとに分離可能とされている。例えば、電池ホルダ2が下ケース3bの所定位置に収納された後、上ケース3aと下ケース3bとを係合させることで、電池ホルダ2がケース3の内部に収納される。<Embodiment>
[Battery pack configuration example]
FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining a configuration example of the battery pack (battery pack 1) according to the embodiment. The
ケース3は、高い熱伝導率および輻射率を有する材料を用いることが好ましい。これにより、優れた放熱性を得ることができ、ケース3内の温度上昇を抑制することができる。ケース3の材料としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金または銅または銅合金を例示することができる。
ケース3内に電池ホルダ2が収納された状態で、電池ホルダ2の外周面(外側表面)とケース3の内側表面とが密着する。なお、本明細書における密着とは、必ずしも電池ホルダ2の外周面全てとケース3の内側表面の全てとが接触している必要はなく、空隙を介して隣接して設けられる場合等も含む。例えば、電池5の正極及び負極に対してタブを接続できるようなスペースや、リード線を導出するスペース等が確保される程度に、電池ホルダ2の外周面とケース3の内側表面とが接していることも本明細書における密着に含まれる。
With the
[電池ホルダ]
(電池ホルダの構成例)
図2及び図3を参照して、実施の形態に係る電池ホルダ2の構成例について説明する。電池ホルダ2は、例えば、ケース3の分離可能な方向と略直交する方向に、第1電池ホルダ2a及び第2電池ホルダ2bに分離可能とされる。第1電池ホルダ2a及び第2電池ホルダ2bを係合させることにより、電池5が収納、保持される。[Battery holder]
(Battery holder configuration example)
A configuration example of the
電池ホルダ2は、1又は複数の電池5を収納、保持するための中空の円筒形状の電池収納部11を複数、有している。電池収納部11の両端には、円形状の孔部7が形成されており、電池5が挿入された状態では各電池の電極が孔部7を介して電池ホルダ2から露出するようになっている。孔部7を介して露出した電池5の電極に、タブ(不図示)等が適宜、接続される。
The
本実施の形態に係る電池ホルダ2には、一例として、電池収納部11が2段4列に配列され、8本の電池が収納可能とされている。例えば、同段に収納された隣接する電池同士は、正極面および負極面の向きが互い違いとなるように配置される。また、各電池収納部11は互いに所定の間隔を置いて設けられており、収納された電池5同士を絶縁することができる。
As an example, in the
より具体的には、第1電池ホルダ2a及び第2電池ホルダ2bのそれぞれに電池収納部が2段4列に形成されている。例えば、第1電池ホルダ2aの所定位置に中空の円筒形状である第1電池収納部11aが形成され、第2電池ホルダ2bの第1電池収納部11aに対応する位置に中空の円筒形状である第2電池収納部11bが形成されている。第1電池ホルダ2aと第2電池ホルダ2bとを係合させた状態では、第1電池収納部11aと第2電池収納部11bとが連通して電池収納部11が形成され、係る電池収納部11に1個の電池5が収納可能となる。
More specifically, the battery accommodating portions are formed in two stages and four rows in each of the
(スリットについて)
電池収納部11の表面には、複数のスリットが形成されている。本実施の形態では、電池収納部11の表面に、当該電池収納部11の一方の開放端から他方の開放端に向かって、電池5の軸方向と略平行に延在するスリット15が形成されている。より具体的には、第1電池収納部11aの表面に第1スリット15aが形成され、第2電池収納部11bの表面に第2スリット15bが形成されている。第1電池ホルダ2aと第2電池ホルダ2bとを係合させた状態で、所定の第1スリット15aと、それに対応する第2スリット15bにより、直線状のスリット15が形成される。ここで、電池収納部の表面とは、電池収納部のうち、電池と接する側の面をいう。また、軸方向とは、電池の中心軸を意味し、例えば円筒形状の電池の場合、正極端子の中央部と負極端子の中央部を結ぶ方向である。(About slits)
A plurality of slits are formed on the surface of the
スリット15の幅は、例えば0.5mm以下であり、スリット15の深さは、例えば1~2mm程度である。スリット15の幅を微小な幅とすることにより、電池収納部11の表面と電池5の周面とが接触する面積が極端に減少してしまうことを防止することができ、電池収納部11による電池5の保持力が低下してしまうことを抑制することができる。
The width of the
スリット15の深さ方向は、例えば、電池5の径方向に沿う方向、換言すれば、円形状の電池5の端面の中心から外側に放射する放射方向である。より具体的には、所定のスリット15の深さ方向は、例えば、電池5の所定の径方向、換言すれば、円形状の電池5の端面の中心から外側に放射する放射方向のうちの所定の方向に対して略平行となる方向である。
The depth direction of the
スリット15は、適宜な方法により形成することができる。例えば、電池ホルダ2を射出成型で形成する場合には、金型に形成されたスリット15に対応する形状を転写することによりスリット15を形成することができる。電池ホルダ2に対して、レーザ、カッター、水圧等により切り込みを入れることで、スリット15が形成されても良い。
The
(電池ホルダの材質)
電池ホルダ2は、熱伝導性を有する弾性材料を含む弾性体により形成されている。弾性材料には、例えば、電気絶縁性を有するシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、フッ素ゴム(FKM)等の合成ゴムまたは熱可塑性エラストマ樹脂を用いることができる。更に、電池ホルダ2を構成する弾性体には、吸熱物質、より具体的には、脱水吸熱する物質(以下、脱水吸熱物質と適宜、称する)が含まれている(混練されている)。係る脱水吸熱物質として、本実施の形態では、水酸化アルミニウムを用いている。
(Battery holder material)
The
(電池ホルダの組立)
電池ホルダ2は、例えば以下のようにして組み立てられる。始めに、所定の電池5の一端側を第1電池ホルダ2aの第1電池収納部11aに挿入する。他の電池5も同様に挿入される。その後、所定の電池5の他端側を第2電池ホルダ2bの第2電池収納部11bに挿入する。他の電池5も同様に挿入される。第1電池ホルダ2aと第2電池ホルダ2bとが係合し、ネジによる締結等、適宜な方法で第1電池ホルダ2aと第2電池ホルダ2bとが固定される。これにより電池ホルダ2が組み立てられ、電池ホルダ2により電池5が収納、保持される。勿論、始めに電池5を第2電池ホルダ2bの電池収納部に挿入しても良いし、電池5を、第1電池ホルダ2aの電池収納部及び第2電池ホルダ2bの電池収納部のそれぞれに同時に挿入しても良い。(Battery holder assembly)
The
[電池ホルダの動作]
次に、電池ホルダ2の動作例について説明する。電池ホルダ2に収納された複数の電池5のうち少なくとも1個の電池5が異常発熱(例えば、数百度から500℃程度)する場合を想定する。電池5の異常発熱により電池ホルダ2の温度が上昇する。上述したように、電池ホルダ2には、水酸化アルミニウムが含まれている。電池ホルダ2に含まれる水酸化アルミニウムの温度がその分解温度(例えば、200℃)に達すると、電池ホルダ2に含まれる水酸化アルミニウムが脱水吸熱反応を起こしてアルミナに化学変化する。係る脱水吸熱反応により、高温となった電池5が冷却される。吸熱反応後にできたアルミナは熱伝導性が良く、高温になった電池5の放熱に役立つ。
[Battery holder operation]
Next, an operation example of the
水酸化アルミニウムの脱水吸熱反応により生成された水分は、異常発熱した電池5の温度により蒸発する。水分の気化熱によっても異常発熱した電池5を冷却することができる。なお、異常発熱した電池5の温度によっては、水酸化アルミニウムが脱水吸熱反応を呈する際に、結晶水(水蒸気)を放出する場合もあるが、係る場合でも上述と同様の原理で異常発熱した電池5を冷却することができる。なお、水蒸気は、例えば、スリット15及び電池ホルダ2の孔部7を介して、電池パック1の外部に適宜、放出される。
Moisture generated by the dehydration endothermic reaction of aluminum hydroxide evaporates due to the temperature of the
[本実施の形態の利点]
本実施の形態により得られる効果の一例について説明する。本実施の形態では、電池ホルダ2全体に脱水吸熱物質が含まれている。従って、異常発熱した電池5を効果的に冷却することができると共に、異常発熱した電池5の熱が、隣接する電池等に対して伝搬してしまうことを抑制することができる。
[Advantages of the present embodiment]
An example of the effect obtained by this embodiment will be described. In this embodiment, the
本実施の形態では、電池5の周面と接触する電池収納部11の表面にスリット15を形成している。係るスリット15を形成することにより、電池収納部11の表面の表面積を増加させることができる。従って、電池ホルダ2が脱水吸熱する際の脱水する面積(水分が摘出する面積)を増加させることができ、吸熱効果を向上させることができる。
In the present embodiment, the
ここで、電池収納部11の表面の表面積を増加させるために、スリット15に変えて、図4に示すような凹凸21を設けることも考えられる。しかしながら、係る技術では、電池収納部11の表面と電池5の周面とが直接接触する面積が減少し、接触部分の熱伝導性が下がるため、放熱効果が低下する。従って、異常発熱した電池5を効果的に冷却することができない。また、電池収納部11が電池5を点接触で支持するような状態になるので、電池ホルダ2の電池5の保持力が低下する虞もある。しかしながら、本実施の形態では、電池収納部11の表面に、例えば、0.5mm以下の微小な幅のスリット15とすることにより、電池収納部11の表面の表面積を増加させることができる。また、スリット15の幅が微小であるため、電池収納部11による電池5の保持力が低下してしまうほど、電池収納部11の表面と電池5の周面との接触面積が低下してしまうことを防止することができる。
Here, in order to increase the surface area of the surface of the
ところで、一般に、電池を収納していない状態における電池収納部の径は電池の径に対して同等又は若干小さく設計されていることが多い。これは、電池を電池収納部に圧入した際に、電池ホルダには弾性があるので、電池収納部の表面が少し圧縮されて電池に密着させるためである。本実施形態においても、電池5を収納していない状態における電池収納部11の径の大きさが、電池5の径の大きさ以下に設定されている。
By the way, in general, the diameter of the battery storage portion in the state where the battery is not stored is often designed to be equal to or slightly smaller than the diameter of the battery. This is because the battery holder has elasticity when the battery is press-fitted into the battery compartment, so that the surface of the battery compartment is slightly compressed and is brought into close contact with the battery. Also in this embodiment, the diameter of the
ここで、本実施の形態では、スリット15の深さ方向を、例えば、電池5の径方向、換言すれば、円形状の電池5の端面の中心から外側に放射する放射方向としている。このため、図5に模式的に示すように、電池5を電池収納部11に圧入する際に電池収納部11の外側に向かう力(図中、矢印で示される方向に向かう力)によってスリット15が潰れてしまうことを防止することができる。従って、スリット15が潰れてしまうことによる不都合、例えば、吸熱効果の低下や脱水吸熱反応の際に生じる水蒸気の排出経路が閉塞してしまうことを防止することができる。
Here, in the present embodiment, the depth direction of the
また、本実施の形態では、電池ホルダ2の外周面とケース3の内側表面とを密着させている。ここで、本実施の形態に係るケース3は、熱放熱性に優れた材質により構成されている。従って、電池ホルダ2に収納された電池5が異常発熱した場合でも、その熱が電池ホルダ2及びケース3を介して外部に排出されやすくすることができる。
Further, in the present embodiment, the outer peripheral surface of the
さらに、正極肩部をカバーしタブを押し付けることにより電池ホルダが密着し、正極部への水の浸入を防ぐ効果がある。外力による衝撃を弾性体である電池ホルダ2で吸収できるため、例えば落下などの衝撃耐性が向上する効果がある。また、電池ホルダ2が脱水吸熱作用を有しているため、外部に熱を放出するための熱伝導部材を不要とすることができる。
Further, by covering the shoulder portion of the positive electrode and pressing the tab, the battery holder is in close contact with the battery holder, which has the effect of preventing water from entering the positive electrode portion. Since the impact due to the external force can be absorbed by the
以下、ゴムまたはエラストマに水酸化アルミニウムを混錬した電池ホルダを用い、電池収納部におけるスリットの有無による冷却性能の違いを比較した実施例に基づいて、本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on an example in which a battery holder obtained by kneading aluminum hydroxide with rubber or elastoma is used and the difference in cooling performance depending on the presence or absence of a slit in the battery storage portion is compared. The present invention is not limited to the examples described below.
[実施例1]
電池ホルダとしては、図2に示される形状の電池ホルダを使用した。電池ホルダの電池収納部の表面に、1つの電池分につき、電池の軸方向に沿ってほぼ等間隔に16本のスリットを形成した。スリットの深さを約1.5mmとした。[Example 1]
As the battery holder, a battery holder having the shape shown in FIG. 2 was used. On the surface of the battery storage portion of the battery holder, 16 slits were formed at substantially equal intervals along the axial direction of the battery for each battery. The depth of the slit was set to about 1.5 mm.
[実施例2]
電池ホルダとしては、図2に示される形状の電池ホルダを使用した。電池ホルダの電池収納部の表面に、1つの電池分につき、電池の軸方向に沿ってほぼ等間隔に27本のスリットを形成した。スリットの深さを約1.5mmとした。[Example 2]
As the battery holder, a battery holder having the shape shown in FIG. 2 was used. Twenty-seven slits were formed on the surface of the battery storage portion of the battery holder at approximately equal intervals along the axial direction of the battery for each battery. The depth of the slit was set to about 1.5 mm.
[比較例]
電池ホルダとしては、図2に示される形状の電池ホルダを使用した。電池収納部にスリットが1つもない状態にした。[Comparison example]
As the battery holder, a battery holder having the shape shown in FIG. 2 was used. There are no slits in the battery compartment.
なお、実施例1、2及び比較例では、直径が18mmであり、軸方向に沿った長さが65mmである電池収納部を有する電池ホルダを使用した。 In Examples 1 and 2 and Comparative Example, a battery holder having a battery housing portion having a diameter of 18 mm and a length along the axial direction of 65 mm was used.
[評価]
上述した電池ホルダについて評価を行った。評価は、スリットの数を変化させることにより、電池ホルダの脱水吸熱有効面積を変化させて行った。また、電池ホルダの中の一つの電池を異常発熱させた。そして、水酸化アルミニウム(脱水吸熱反応後はアルミナに変化)が異常発熱した電池に対する冷却にどれほど寄与するかを評価するため、異常発熱させた電池に隣接する電池の温度が最大温度から100℃まで下がるのに要する時間(秒)を計測した。さらに、異常発熱させた電池に隣接する電池の延焼の有無について観察した。結果を下記の表1に示す。[evaluation]
The above-mentioned battery holder was evaluated. The evaluation was performed by changing the dehydration endothermic effective area of the battery holder by changing the number of slits. In addition, one of the batteries in the battery holder was abnormally heated. Then, in order to evaluate how much aluminum hydroxide (changes to alumina after dehydration endothermic reaction) contributes to cooling the battery with abnormal heat generation, the temperature of the battery adjacent to the battery with abnormal heat generation is from the maximum temperature to 100 ° C. The time (seconds) required to lower was measured. Furthermore, the presence or absence of fire spread of the battery adjacent to the battery that generated abnormal heat was observed. The results are shown in Table 1 below.
電池収納部にスリットを入れない場合(比較例)の脱水吸熱有効面積は、電池収納部の表面積に等しく、3.14×18×65=3674mm2である。実施例1の脱水吸熱有効面積は、比較例で求めた面積にスリットの面積を足して、3674+1.5×65×2(スリットの中で両側に壁があることの乗算)×16(スリットの数)=6794mm2になる(比較例の約1.8倍)。また、実施例2の脱水吸熱有効面積は、同様に計算し、3674+1.5×65×2×27=8939mm2になる(比較例の約2.4倍)。即ち、スリットが形成されることにより脱水吸熱有効面積が増加した。実施例1と実施例2では、異常発熱させた電池に隣接する電池が延焼しなかったのに対し、比較例では延焼した。なお、異常発熱させた電池の最高温度は約600℃であり、異常加熱させた電池に隣接する電池の最大温度は300℃から400℃くらいであった。異常加熱させた電池に隣接する電池の温度が最大温度から100℃まで下がるのに要する時間は、実施例1では1070秒、実施例2では980秒であった。比較例では、異常加熱させた電池に隣接する電池が延焼したため計測不能であった。The effective area for dehydration and endothermic process when no slit is formed in the battery compartment (comparative example) is equal to the surface area of the battery compartment and is 3.14 × 18 × 65 = 3674 mm 2 . The effective dehydration endothermic area of Example 1 is 3674 + 1.5 × 65 × 2 (multiplication of having walls on both sides in the slit) × 16 (slit) by adding the area of the slit to the area obtained in the comparative example. Number) = 6794 mm 2 (about 1.8 times that of the comparative example). Further, the effective dehydration endothermic area of Example 2 is calculated in the same manner and becomes 3674 + 1.5 × 65 × 2 × 27 = 8939 mm 2 (about 2.4 times that of the comparative example). That is, the formation of the slit increased the effective area for dehydration endothermic process. In Examples 1 and 2, the battery adjacent to the battery that generated abnormal heat did not spread, whereas in Comparative Example, the fire spread. The maximum temperature of the abnormally heated battery was about 600 ° C., and the maximum temperature of the battery adjacent to the abnormally heated battery was about 300 ° C. to 400 ° C. The time required for the temperature of the battery adjacent to the abnormally heated battery to drop from the maximum temperature to 100 ° C. was 1070 seconds in Example 1 and 980 seconds in Example 2. In the comparative example, it was impossible to measure because the battery adjacent to the abnormally heated battery spread.
以上の結果より、実施例1および実施例2では、1つの電池が異常発熱したときでも隣接電池の延焼を防止することができた。さらに、電池収納部の表面に複数のスリットを配置する場合、電池セルの表面付近のホルダの表面積が増加し、電池の異常発熱の際に、脱水吸熱反応による吸熱量が増加するため、スリット無しの場合より多くの熱を吸収できる効果があると言える。スリットの数を増やすことで脱水吸熱有効面積が増加し、異常発熱した電池に隣接する電池を速やかに冷却することができた。また、電池と接触する面の加工形状をスリットとすることにより、電池と密着する面積はスリット無しの場合から殆ど減少させず、効率良く放熱することができた。 From the above results, in Example 1 and Example 2, it was possible to prevent the spread of fire of the adjacent battery even when one battery generated abnormal heat. Further, when a plurality of slits are arranged on the surface of the battery housing, the surface area of the holder near the surface of the battery cell increases, and the amount of heat absorbed by the dehydration endothermic reaction increases when the battery generates abnormal heat, so that there is no slit. It can be said that it has the effect of absorbing more heat than in the case of. By increasing the number of slits, the effective area for dehydration endothermic was increased, and the battery adjacent to the battery that generated abnormal heat could be cooled quickly. Further, by making the processed shape of the surface in contact with the battery a slit, the area in close contact with the battery is hardly reduced from the case without the slit, and heat can be efficiently dissipated.
<変形例>
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明の内容は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。<Modification example>
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the contents of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.
図6は、変形例を説明するための図である。図6に示すように、電池ホルダ2が上下方向に分離可能とされても良い。また、電池ホルダ2は、第1、第2電池ホルダ2a、2b内に収納される電池支持体25を有している。電池支持体25の上下4列には、半円状の凹部26が形成されている。
FIG. 6 is a diagram for explaining a modified example. As shown in FIG. 6, the
例えば、第2電池ホルダ2bに形成されている4箇所の半円状の凹部に対して、4本の電池5がそれぞれ収納される。そして、電池支持体25の下側の凹部26が電池5の上側半分に被せられる。そして、電池支持体25の上側の凹部26に、4本の電池5が収納される。第1電池ホルダ2aを第2電池ホルダ2bに係合させることにより、8本の電池5が電池ホルダ2内に収納される。
For example, four
第1、第2電池ホルダ2a、2b及び電池支持体25の、少なくとも電池5の周面と接触する表面に、スリット15が形成される。具体的には、第1電池ホルダ2aの表面に第1スリット15aが形成され、第2電池ホルダ2bの表面に第2スリット15bが形成され、電池支持体25の表面に第3スリット15cが形成される。
各スリットは、実施の形態と同様のスリットでも良いが、本例における第1、第2、第3スリット15a、15b及び15cは、電池5の円周方向に沿って形成されている。このように、スリット15の形状は、実施の形態で説明した形状に限定されるものではない。また、スリット15を電池の円周方向及び軸方向を組み合わせた格子状に形成しても良い。スリット15の数を増加させることができ、脱水吸熱効果を向上させることができる。また、例えば雌ねじ溝のように螺旋状(渦巻き状)に沿って1本または複数のスリット15が形成されても良い。なお、スリット15の本数は、脱水吸熱有効面積を増加させる観点及びスリット15を形成する加工の容易性等を考慮して適切に設定される。
Each slit may be the same slit as in the embodiment, but the first, second, and
電池ホルダに収納できる電池セルの数は8本に限らず、7本以下でも9本以上でも良く、その数に対応した電池収納部の数で良い。電池ホルダの素材をゴムまたはエラストマとしていたが、弾性体であれば何でも良い。電池収納部及び電池セルの形状を円筒形状としていたが、角形形状や薄板状であっても良い。 The number of battery cells that can be stored in the battery holder is not limited to eight, and may be seven or less or nine or more, and the number of battery storage units corresponding to the number may be sufficient. The material of the battery holder was rubber or elastomer, but any elastic material may be used. The shape of the battery housing and the battery cell is cylindrical, but it may be square or thin.
脱水吸熱反応を呈する物質として水酸化アルミニウムを例に挙げたが、他の例としては、水酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム7水和物、水酸化カルシウム、ゼオライトなどが挙げられる。これらの物質に限らず、脱水吸熱反応を呈する物質であれば何でも良い。吸熱する物質の反応として、脱水吸熱反応を例に挙げていたが、他には例えば、脱水素吸熱反応、脱炭酸吸熱反応、脱窒素吸熱反応、脱酸素吸熱反応などが挙げられる。吸熱する物質であれば、どのような反応を呈する物質でも良い。 Aluminum hydroxide has been mentioned as an example of a substance exhibiting a dehydration endothermic reaction, but other examples include magnesium hydroxide, magnesium sulfate heptahydrate, calcium hydroxide, zeolite and the like. Not limited to these substances, any substance that exhibits a dehydration endothermic reaction may be used. As the reaction of the substance that absorbs heat, the dehydration endothermic reaction has been mentioned as an example, but other examples include dehydrogen endothermic reaction, decarbonization endothermic reaction, denitrification endothermic reaction, and deoxygenation endothermic reaction. Any substance that absorbs heat may be used.
電池の表面の保護部材やラミネート型の電池内部の所定の層に、脱水吸熱物質が含まれスリットが形成された弾性体を設けても良い。係る構成によれば、電池の耐衝撃性を向上させることができると共に、電池が異常発熱した場合に当該電池を効果的に冷却することができる。また、電池を基板等に接続する接続部材等に対して、脱水吸熱物質が含まれスリットが形成された弾性体を使用しても良い。 An elastic body containing a dehydrated endothermic substance and having slits may be provided on a protective member on the surface of the battery or a predetermined layer inside the laminated battery. According to such a configuration, the impact resistance of the battery can be improved, and the battery can be effectively cooled when the battery abnormally generates heat. Further, an elastic body containing a dehydrated endothermic substance and having slits may be used for a connecting member or the like for connecting the battery to the substrate or the like.
なお、本明細書では、円筒形状のリチウムイオン二次電池を例に説明したが、それ以外にも、ナトリウムイオン電池や、アルミニウムイオン電池、マグネシウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛電池などのあらゆる電池(二次電池であるか一次電池であるかを問わない。)を適用することができる。また、円筒形状に限らず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、角型電池、多角形状電池などの他の形状の電池も適用し得る。 In this specification, a cylindrical lithium ion secondary battery has been described as an example, but in addition to the above, all batteries such as a sodium ion battery, an aluminum ion battery, a magnesium ion battery, a nickel hydrogen battery, and a lead battery are used. (It does not matter whether it is a secondary battery or a primary battery.) Can be applied. Further, the battery is not limited to the cylindrical shape, and batteries of other shapes such as a square battery and a polygonal battery can be applied as long as the purpose of the invention is not deviated.
上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。また、実施の形態および変形例で説明した事項は、技術的な矛盾が生じない限り相互に組み合わせることができる。 The configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, etc. given in the above-described embodiments are merely examples, and different configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, etc. may be used as necessary. good. In addition, the matters described in the embodiments and modifications can be combined with each other as long as there is no technical contradiction.
<応用例>
[応用例としての電子機器]
次に、本発明の応用例について説明する。なお、本発明は、以下に例示する応用例に限定されるものではない。図7は、電子機器1601の構成例を示す。本例における電子機器1601は、例えば、パーソナルコンピュータを想定している。電子機器1601は、コントローラIC1615と、センサー1620と、電子機器1601を統括的に制御するホスト機器1616と、表示装置1612と、電源としての電池パック1617とを備える。センサー1620がコントローラIC1615を含んでいてもよい。<Application example>
[Electronic equipment as an application example]
Next, an application example of the present invention will be described. The present invention is not limited to the application examples exemplified below. FIG. 7 shows a configuration example of the
センサー1620は、例えば、ユーザを撮影可能なカメラである。センサー1620は、ユーザの生体情報や電子機器1601の周囲の環境(温度や湿度等)を測定するものでも良い。センサー1620は、検出した出力信号をコントローラIC1615に出力する。コントローラIC1615は、センサー1620からの出力信号に基づき、各種の制御を実行する。
The
ホスト機器1616は、コントローラIC1615から供給される情報に基づき、各種の処理を実行する。例えば、表示装置1612に対する文字情報や画像情報等の表示、表示装置1612に表示されたカーソルの移動、画面のスクロール等の処理を実行する。
The
表示装置1612は、例えばフレキシブルな表示装置であり、ホスト機器1616から供給される映像信号や制御信号等に基づき、画面を表示する。表示装置1612としては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)ディスプレイ、電子ペーパー等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
The
電池パック1617は、上述の実施の形態又はその変形例に係る電池パックである。このように、実施の形態又は変形例に係る電池パックは、電子機器が有する電池パックとして適用することができる。
The
本発明は電池を備える種々の電子機器に適用可能であり、上述の応用例で説明した電子機器1601に限定されるものではない。上述の応用例以外の電子機器としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話(例えばスマートフォン等)、携帯情報端末(Personal Digital Assistants:PDA)、表示装置(LCD、ELディスプレイ、電子ペーパ等)、撮像装置(例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等)、オーディオ機器(例えばポータブルオーディオプレイヤー)、ゲーム機器、ユニバーサルクレジットカード、センサーネットワーク端末、スマートウオッチ、メガネ型端末(ヘッドマウントディスプレイ(HMD)等)、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動ドライバやチェーンソー等の電動工具、電気シェーバー、ドローン等の電動飛行体、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機、例示した以外のモバイル機器(例えば、人体に着脱可能なウエアラブル機器)等が挙げられるが、これらに限定されるものでなない。
The present invention is applicable to various electronic devices including batteries, and is not limited to the
[応用例としてのハイブリッド車両]
本発明を車両用の蓄電システムに適用した例について、図8を参照して説明する。図8に、本発明が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。[Hybrid vehicle as an application example]
An example in which the present invention is applied to a power storage system for a vehicle will be described with reference to FIG. FIG. 8 schematically shows the configuration of a hybrid vehicle that adopts the series hybrid system to which the present invention is applied. The series hybrid system is a vehicle that runs on a power drive power converter using the electric power generated by a generator powered by an engine or the electric power temporarily stored in a battery.
このハイブリッド車両7200には、エンジン7201、発電機7202、電力駆動力変換装置7203、駆動輪7204a、駆動輪7204b、車輪7205a、車輪7205b、蓄電装置7208、車両制御装置7209、各種センサー7210、充電口7211が搭載されている。蓄電装置7208は、上述の実施の形態およびその変形例のいずれかにおける電池パックを備える。
The
ハイブリッド車両7200は、電力駆動力変換装置7203を動力源として走行する。電力駆動力変換装置7203の一例は、モーターである。蓄電装置7208の電力によって電力駆動力変換装置7203が作動し、この電力駆動力変換装置7203の回転力が駆動輪7204a、7204bに伝達される。なお、必要な個所に直流-交流変換(DC-AC変換)あるいは逆変換(AC-DC変換)を用いることによって、電力駆動力変換装置7203が交流モーターでも直流モーターでも適用可能である。各種センサー7210は、車両制御装置7209を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度(スロットル開度)を制御したりする。各種センサー7210には、速度センサー、加速度センサー、エンジン回転数センサー等が含まれる。
The
エンジン7201の回転力は発電機7202に伝えられ、その回転力によって発電機7202により生成された電力を蓄電装置7208に蓄積することが可能である。
The rotational force of the
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置7203に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置7203により生成された回生電力が蓄電装置7208に蓄積される。
When the hybrid vehicle is decelerated by a braking mechanism (not shown), the resistance force at the time of deceleration is applied to the power driving
蓄電装置7208は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口7211を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
By connecting the
図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていてもよい。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置等がある。 Although not shown, an information processing device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the secondary battery may be provided. As such an information processing device, for example, there is an information processing device that displays the remaining battery level based on information on the remaining battery level.
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モーターで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモーターの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という3つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本発明は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モーターのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本発明は有効に適用可能である。 In the above description, a series hybrid vehicle that runs on a motor using the electric power generated by the generator operated by the engine or the electric power temporarily stored in the battery has been described as an example. However, the present invention is also effective for a parallel hybrid vehicle in which the outputs of the engine and the motor are used as drive sources, and the three methods of traveling only by the engine, traveling only by the motor, and traveling by the engine and the motor are appropriately switched and used. Applicable. Further, the present invention can be effectively applied to a so-called electric vehicle that travels by being driven only by a drive motor without using an engine.
以上、本発明に係る技術が適用され得るハイブリッド車両7200の一例について説明した。本発明に係る技術は、以上説明した構成のうち、蓄電装置7208に好適に適用され得る。なお、本発明は、上述したハイブリッド車両以外の電動車両、具体的には、電動自転車、電動三輪車、電動カート等に対しても適用され得る。
The example of the
1・・・電池パック、2・・・電池ホルダ、3・・・ケース、5・・・電池、11,11a,11b・・・電池収納部、15,15a,15b・・・スリット 1 ... Battery pack, 2 ... Battery holder, 3 ... Case, 5 ... Battery, 11, 11a, 11b ... Battery storage, 15, 15a, 15b ... Slit
Claims (11)
電池が収納される電池収納部を有し、
前記電池収納部の表面にスリットが形成され、
前記電池は円筒形状を有し、
前記電池収納部は、円筒形状の前記電池を収納する中空の円筒形状を有し、
前記電池を収納していない状態における前記電池収納部の径の大きさが、前記電池の径の大きさ以下である
電池ホルダ。 It is composed of an elastic body containing a substance that exhibits a dehydration endothermic reaction.
It has a battery compartment for storing batteries, and has a battery compartment.
A slit is formed on the surface of the battery housing portion, and a slit is formed .
The battery has a cylindrical shape and has a cylindrical shape.
The battery accommodating portion has a cylindrical shape and has a hollow cylindrical shape for accommodating the battery.
The size of the diameter of the battery storage portion in the state where the battery is not stored is equal to or smaller than the size of the diameter of the battery.
Battery holder.
請求項1に記載の電池ホルダ。 The battery holder according to claim 1, wherein the slit is formed along the axial direction of the battery.
請求項1に記載の電池ホルダ。 The battery holder according to claim 1, wherein the slit is formed along the circumferential direction of the battery.
請求項1に記載の電池ホルダ。 The battery holder according to claim 1, wherein the slit is formed in a lattice shape or a spiral shape in which the circumferential direction and the axial direction of the battery are combined.
請求項1に記載の電池ホルダ。 The battery holder according to claim 1, wherein the depth direction of the slit is along the radial direction of the battery.
請求項1から5の何れかに記載の電池ホルダ。 The battery holder according to any one of claims 1 to 5 , wherein the substance exhibiting the dehydration endothermic reaction is at least one of aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium sulfate heptahydrate, calcium hydroxide and zeolite. ..
請求項1から6の何れかに記載の電池ホルダ。 The battery holder according to any one of claims 1 to 6 , which has a plurality of battery storage portions.
前記電池ホルダが有する電池収納部に収納される電池と、
前記電池ホルダを収納する筐体部と
を有する電池パック。 The battery holder according to any one of claims 1 to 7 .
The battery stored in the battery compartment of the battery holder and
A battery pack having a housing portion for accommodating the battery holder.
請求項8に記載の電池パック。 The battery pack according to claim 8 , wherein the outer surface of the battery holder is in close contact with the inner surface of the housing portion.
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