JP7480658B2 - Battery unit - Google Patents
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Description
本発明は、電池ユニットに関する。 The present invention relates to a battery unit.
特許文献1には、複数の電池を組み合わせた組電池が記載されている。この組電池の電池各々は矩形板状である。この電池同士が上下方向に間隔をあけて積層されている。これらの電池の表面には、電池の熱を放熱するための金属製の放熱部材が設けられている。また、隣接する電池同士の間には、両電池に設けられた放熱部材と接するように断熱部材が設けられている。
この組電池が備える電池に設けられた放熱部材は、伝熱性のある部材により隣接していない他の電池に設けられた放熱部材に接続されている。この放熱部材を介して、電池の発した熱が隣接していない他の電池に設けられた放熱部材へ伝熱される。また、隣接した電池同士の間には断熱部材が設けられている。この断熱部材により、電池の発した熱が隣接する電池へ伝熱されることが抑制される。このため、電池が発熱したときに、発熱した電池の周辺に熱がこもることが抑制され、組電池の温度の上昇が抑制される。 The heat dissipation member provided on the battery in this battery pack is connected to the heat dissipation member provided on the other non-adjacent batteries by a heat-conductive member. Heat generated by the battery is transferred to the heat dissipation member provided on the other non-adjacent batteries via this heat dissipation member. In addition, a heat insulating member is provided between adjacent batteries. This heat insulating member prevents the heat generated by the battery from being transferred to the adjacent battery. Therefore, when a battery generates heat, the heat is prevented from building up around the heated battery, and the temperature rise of the battery pack is suppressed.
しかし、特許文献1に記載された組電池には、各電池同士の間に2つの放熱部材と1つの断熱部材とが配置されている。このため、組電池が大型化するという問題がある。また、各電池セル同士は常に断熱部材によって断熱されている。
However, in the battery pack described in
本発明は、斯かる点に鑑みて為されたものであり、その目的は、電池ユニットを冷却する冷却システムに、必要なときにのみ作動する電池セル各々に対する断熱機能をもたせることにより、コンパクトかつ効率的な冷却システムを備えた電池ユニットを提供することにある。 The present invention was made in consideration of these points, and its purpose is to provide a battery unit equipped with a compact and efficient cooling system by providing the cooling system that cools the battery unit with a heat insulating function for each battery cell that operates only when necessary.
具体的には、ここで開示する電池ユニットは、並設された複数の電池セルと、これらの電池セルを冷却する冷却システムと、を備える電池ユニットであって、この冷却システムは、冷媒と、この電池セルと接するように設けられたこの冷媒が循環するための循環経路と、この循環経路に設けられたこの冷媒を循環させるための循環器と、この循環経路に設けられたこの冷媒を放熱させるための熱交換器と、この循環経路に設けられ、この冷媒中に熱凝集性を有する断熱部材を投入するための断熱部材投入器と、この電池セルのする手段と、この過熱が検出されたときに、断熱部材が循環経路に投入されるようにこの断熱部材投入器を作動させるコントローラと、を有することを特徴とする。 Specifically, the battery unit disclosed here is a battery unit including a plurality of battery cells arranged in parallel and a cooling system for cooling these battery cells, and the cooling system is characterized by having a refrigerant, a circulation path for circulating the refrigerant that is provided in contact with the battery cells, a circulator for circulating the refrigerant that is provided in the circulation path, a heat exchanger for dissipating heat from the refrigerant that is provided in the circulation path, an insulating material feeder that is provided in the circulation path for feeding an insulating material having thermal cohesive properties into the refrigerant, a means for feeding the battery cells, and a controller that operates the insulating material feeder so that the insulating material is fed into the circulation path when overheating is detected.
この構成によると電池ユニットの使用に伴って発熱した電池セル各々は、これらの電池セルに設けられた循環経路を循環する冷媒によって吸熱される。この冷媒は循環器によってこの循環経路を循環させられる。この冷媒はこの循環経路に設けられた熱交換器により放熱される。この冷媒の吸熱と放熱とを繰り返すことにより、これらの電池セルの温度上昇が抑えられる。 With this configuration, heat generated by each battery cell during use of the battery unit is absorbed by the refrigerant circulating through a circulation path provided in these battery cells. This refrigerant is circulated through this circulation path by a circulator. This refrigerant dissipates heat by a heat exchanger provided in this circulation path. By repeatedly absorbing and dissipating heat by this refrigerant, the temperature rise of these battery cells is suppressed.
また、電池セルに不具合が発生したときには、電池セルが過熱(異常発熱)するときがある。このときは、過熱した電池セルから冷媒に伝わる熱量が大きくなる。このため、冷媒の温度が過熱した電池セルまわりにおいて局所的に急上昇する。 In addition, when a malfunction occurs in a battery cell, the battery cell may overheat (generate abnormal heat). When this happens, a large amount of heat is transferred from the overheated battery cell to the refrigerant. This causes the temperature of the refrigerant to rise sharply locally around the overheated battery cell.
電池セルの過熱が検出された場合には、コントローラは断熱部材投入器に冷媒中へ熱凝集性を有する断熱部材を投入させる。この断熱部材は、冷媒の循環に伴って冷媒と共に流動する。流動した断熱部材は過熱した電池セルのまわりにまで運ばれる。この過熱した電池セルのまわりにおいて、断熱部材の温度がその熱凝集温度をこえて上昇したとき、当該電池セルのまわりには、この断熱部材が凝集した言わば断熱層が形成される。 When overheating of a battery cell is detected, the controller causes the insulation material injector to inject thermally cohesive insulation material into the refrigerant. This insulation material flows with the refrigerant as the refrigerant circulates. The flowing insulation material is carried to the area around the overheated battery cell. When the temperature of the insulation material around the overheated battery cell rises above its thermal cohesive temperature, an insulation layer is formed around the battery cell where the insulation material coagulates.
従って、過熱した電池セルから他の電池セルに熱が伝わり、この他の電池セルの温度が上昇することが断熱層によって抑制される。さらに、この断熱層は電池セルを冷却するために冷媒が循環する循環経路の内部に形成される。このため、循環経路とは別に断熱材を設ける必要がなくなり、電池ユニットの構成がコンパクトになる。 Therefore, the heat insulating layer prevents heat from being transferred from an overheated battery cell to other battery cells, which would cause the temperature of these other battery cells to rise. Furthermore, this insulating layer is formed inside the circulation path through which a refrigerant circulates to cool the battery cells. This eliminates the need to provide insulation material separate from the circulation path, making the battery unit more compact in configuration.
一方で、電池セルの過熱が検出されていない場合には、冷媒中に断熱部材は投入されない。従って、電池セルが過熱していないときに、冷媒の流速が断熱部材によって低下し、冷媒の吸熱及び放熱の効率が低下することは抑制される。 On the other hand, if overheating of the battery cells is not detected, the insulating material is not introduced into the refrigerant. Therefore, when the battery cells are not overheated, the flow rate of the refrigerant is reduced by the insulating material, and the efficiency of the heat absorption and dissipation of the refrigerant is prevented from decreasing.
前記の電池ユニットにおいて、循環経路には、冷媒中に投入された断熱部材を捕集するための捕集器が設けられているとしてもよい。 In the battery unit, the circulation path may be provided with a collector for collecting the insulating material that has been introduced into the refrigerant.
このようにすれば、過熱した電池セルと接する循環経路内に断熱層が形成された後、断熱層を形成しなかった断熱部材が捕集器により捕集される。このため、断熱層を形成していない断熱部材が冷媒中に残ることにより、冷媒の冷却性能が悪化することが抑制される。 In this way, after an insulating layer is formed in the circulation path that comes into contact with the overheated battery cell, the insulating material that did not form the insulating layer is collected by the collector. This prevents the cooling performance of the refrigerant from deteriorating due to the insulating material that does not form an insulating layer remaining in the refrigerant.
前記の電池ユニットにおいて、冷却システムは、電池セル各々の電圧を検出する電圧検出手段と、電池セル各々の温度を検出するセル温度センサと、熱交換器に流入する前記冷媒の温度を検出する冷媒温度センサと、をさらに備え、コントローラは、前記電圧検出手段によって検出される電池セル各々の電圧又は前記セル温度センサによって検出される電池セル各々の温度に基づいて過熱した電池セルに隣接しない電池セルを特定し、断熱部材投入器の作動から所定時間が経過し、前記熱交換器に流入する冷媒の温度が所定値未満であり、且つ前記特定された電池セルの温度が所定値以上であるときに、捕集器による断熱部材の捕集を実行する構成とすることができる。 In the battery unit, the cooling system further includes a voltage detection means for detecting the voltage of each battery cell, a cell temperature sensor for detecting the temperature of each battery cell, and a refrigerant temperature sensor for detecting the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger. The controller identifies battery cells that are not adjacent to the overheated battery cell based on the voltage of each battery cell detected by the voltage detection means or the temperature of each battery cell detected by the cell temperature sensor, and can be configured to collect the insulating material using a collector when a predetermined time has elapsed since the operation of the insulating material inserter, the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger is less than a predetermined value, and the temperature of the identified battery cell is equal to or greater than a predetermined value.
このようにすれば、断熱部材の投入から所定時間が経過した後に確認された熱交換器に流入する冷媒の温度に基づいて、過熱した電池セルに対する断熱の完了が判定される。このため、過熱した電池セルに対する断熱の完了が誤判定されることを抑制できる。 In this way, the completion of insulation of the overheated battery cell is determined based on the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger confirmed after a predetermined time has elapsed since the introduction of the insulating material. This makes it possible to prevent erroneous determination of the completion of insulation of the overheated battery cell.
また、過熱した電池セルに対する断熱が完了したと判定された後において、過熱した電池セルから離れた電池セルの温度が未だ高いときには、断熱部材が捕集される。このため、過熱した電池セルに対して断熱不良になることを避けながら、断熱部材を捕集することができる。これにより、過熱した電池セルに対する断熱の完了後において、断熱部材による冷媒の流速の低下が抑制され、離れた電池セルの温度の上昇を抑制し、その劣化を防止することが出来る。 Furthermore, after it is determined that insulation of the overheated battery cell has been completed, if the temperature of the battery cell distant from the overheated battery cell is still high, the insulating material is collected. This makes it possible to collect the insulating material while avoiding poor insulation of the overheated battery cell. As a result, after insulation of the overheated battery cell has been completed, the decrease in the flow rate of the refrigerant caused by the insulating material is suppressed, and the rise in temperature of the distant battery cell is suppressed, preventing its deterioration.
さらに、過熱した電池セルに対する断熱が完了したと判定された後において、過熱した電池セルの隣の電池セルではなく、過熱した電池セルから離れた電池セルの温度が確認される。これは、この隣の電池セルは過熱した電池セルの熱により劣化するのが通常であるためである。この離れた電池セルにも過熱した電池セルの熱影響は及ぶものの、その影響はこの隣の電池セルに比べて小さくなる。このため、隣接しない電池セルの温度を測定することにより、この電池セルを可能な限り熱劣化から守ることができる。 Furthermore, after it is determined that insulation of the overheated battery cell has been completed, the temperature of a battery cell distant from the overheated battery cell is checked, rather than the battery cell adjacent to the overheated battery cell. This is because this adjacent battery cell typically deteriorates due to the heat of the overheated battery cell. Although the distant battery cell is also affected by the heat of the overheated battery cell, the effect is smaller than that of the adjacent battery cell. Therefore, by measuring the temperature of a non-adjacent battery cell, this battery cell can be protected from thermal deterioration as much as possible.
前記の電池ユニットにおいて、複数の電池セル各々は、これらの電池セルが並設された並設方向において互いに逆向きになった対応する外面である対応面と、この対応面同士を互いの周縁部において接続する側面と、を有し、循環経路は、循環器の冷媒吐出部に接続され、これらの電池セル各々における一方の側面に沿って前記並設方向に連続して延びる第1側面経路部と、循環器の冷媒吸引部に接続され、これらの電池セル各々における他方の側面に沿って前記並設方向に連続して延びる第2側面経路部と、前記並設方向の対応面に沿って延びる、この第1側面経路部とこの第2側面経路部とを接続する対応面経路部と、を有し、これらの第1側面経路部及び第2側面経路部各々がこれらの電池セル各々の側面に沿って延びる長さは、対応面経路部がこれらの電池セル各々の対応面に沿って延びる長さよりも短いことを特徴とする。 In the battery unit, each of the battery cells has corresponding surfaces that are opposite to each other in the juxtaposition direction of the battery cells, and side surfaces that connect the corresponding surfaces at their peripheries. The circulation path has a first side path portion that is connected to the refrigerant discharge portion of the circulator and extends continuously in the juxtaposition direction along one side of each of the battery cells, a second side path portion that is connected to the refrigerant suction portion of the circulator and extends continuously in the juxtaposition direction along the other side of each of the battery cells, and a corresponding surface path portion that extends along the corresponding surface in the juxtaposition direction and connects the first side path portion and the second side path portion, and the length that each of the first side path portion and the second side path portion extends along the side of each of the battery cells is shorter than the length that the corresponding surface path portion extends along the corresponding surface of each of the battery cells.
この構成によると、電池ユニットに異常が発生するなどして、電池セルが過熱することがある。この電池セルには、電池セルが並設される方向に相対する対応面と、対応面同士を周縁部において接続する側面とを有している。この側面に沿って延びる第1側面経路部と第2側面経路部との長さは、この対応面に沿って延びる対応面経路部よりも短い。長さの短いこれら第1側面経路部と第2側面経路部において冷媒が一つの過熱された電池セルから受け取る熱量は、長さの長い対応面経路部において冷媒が一つの過熱された電池セルから受け取る熱量よりも少なくなる。受け取る熱量の少ない第1側面経路部と第2側面経路部における熱凝集性断熱粒子の凝集量は、対応面経路部における凝集量よりも少なくなる。 With this configuration, the battery cells may overheat due to an abnormality occurring in the battery unit. The battery cells have corresponding surfaces that face each other in the direction in which the battery cells are arranged side by side, and side surfaces that connect the corresponding surfaces at their periphery. The lengths of the first and second side path sections that extend along these side surfaces are shorter than the corresponding surface path sections that extend along these corresponding surfaces. The amount of heat that the refrigerant receives from one overheated battery cell in the first and second side path sections that are shorter is less than the amount of heat that the refrigerant receives from one overheated battery cell in the corresponding surface path section that is longer. The amount of aggregation of the thermally cohesive insulating particles in the first and second side path sections that receive less heat is less than the amount of aggregation in the corresponding surface path sections.
このように、第1側面経路部及び第2側面経路部における熱凝集性断熱粒子の凝集量が少ない。凝集量が少ないため、第1側面経路部及び第2側面経路部が凝集した熱凝集性断熱粒子により詰まることが抑制される。すなわち、過熱された電池セル両側の対応面経路部が熱凝集性断熱粒子の凝集によって塞がっても、電池セルの並設方向に連続した第1及び第2の両側面経路部での冷媒の流れは保たれやすい。従って、電池セルの過熱を生じた後も、複数の電池セル全体にわたる冷媒の循環を維持することが容易になる。 In this way, the amount of agglomeration of thermally cohesive insulating particles in the first side path section and the second side path section is small. Because the amount of agglomeration is small, clogging of the first side path section and the second side path section with agglomerated thermally cohesive insulating particles is suppressed. In other words, even if the corresponding side path sections on both sides of an overheated battery cell are blocked by agglomeration of thermally cohesive insulating particles, the flow of refrigerant in both the first and second side path sections that are continuous in the direction in which the battery cells are arranged side by side is likely to be maintained. Therefore, it becomes easy to maintain circulation of refrigerant throughout the entire battery cells even after the battery cells overheat.
本発明によれば、電池ユニット全体を冷却する冷却システムに必要なときにのみ作動する電池セルに対する断熱機能をもたせた、コンパクトかつ効率的な電池ユニットを実現できる。 The present invention makes it possible to realize a compact and efficient battery unit that combines a cooling system that cools the entire battery unit with a thermal insulation function for the battery cells that operates only when necessary.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the present invention, its applications, or its uses.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る電池ユニット1の構成を示している。この電池ユニット1は、並設された複数の電池セル2(図1では電池セル2は3つのみ記載)と電池ユニット1を冷却するための冷却システムとを備えている。この電池ユニット1は、電気自動車などに用いられる。これら複数の電池セル2は、これら電池セル2の並設方向において互いに逆向きになった対応する外面である対応面211と、これら対応面211の周縁部同士を接続する側面212とを有している。これらの電池セル2は、互いの対応面211同士を対向させるように配置されている。また、これらの電池セル2各々には、電圧線を介して電圧検出手段としての電圧検出回路VDが設けられている。さらに、これらの電池セル2各々には各電池セル2の温度を測定するセル温度センサSN1が設けられている。このセル温度センサSN1としては、NTCサーミスタ、熱電対等が挙げられる。このセル温度センサSN1からの信号を温度検出回路によって検出することで、各電池セル2の温度が測定される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration of a
これら電池セル2は、図2に示すように、略直方体状のセル筐体21を有している。電池セル2は、他の電池セル2と電気的に並列又は直列に接続されている。この電池セル2は、面積の大きい対応面211と面積の小さい側面212とを有している。この電池セル2の上側面(図中で上側)には端子213が2つ設けられている。これらの端子213の一方が+極、他方が-極となっている。この電池セル2の内部構造は図3に示されている。この電池セル2は、略直方体状の電極体22を有している。この電極体は、正極シート、負極シート及びセパレータを捲回して、又は積層して略直方体状に形成されている。この電極体22の側面212側の両端には、樹脂製の固定部材23が設けられている。この電極体22の上側面(図中で上側)には、側面212側の両端から電池セル2の中央側に向けて延びる、金属製のタブリード24が設けられている。このタブリード24の一方が+極、他方が-極となっている。このタブリード24は、電極体22の上側面(図中で上側)における側面212側の両端から下側(図中で下側)に向けて板状に延びている。このタブリード24は、この下側に向けて延びた板状の箇所が電極体22の集電体に接続されている。
As shown in FIG. 2, each of the
冷却システムは、冷媒としての冷却水3と、循環経路4と、循環器5と、熱交換器6とを有している。この冷却水3は、電池ユニット1の複数の電池セル2に対して循環させられる。これにより、この冷却水3はこれら電池セル2から熱を奪って電池セル2を冷却する。この冷却水3の循環は循環経路4を介して行われる。
The cooling system has cooling water 3 as a refrigerant, a circulation path 4, a
この循環経路4は、複数の電池セル2に沿うようにして設けられている。この循環経路4には循環器5の冷媒吐出部51と冷媒吸引部52とが接続されている。この循環器5は、循環経路4において冷却水3を循環させるためのポンプである。
This circulation path 4 is provided so as to run along the
この循環器5には断熱部材貯留器7aがバルブ7bを介して接続されている。断熱部材貯留器7aに熱凝集性と断熱性とを有する断熱部材70が収容されている。断熱部材貯留器7a、バルブ7b及び循環器5が循環経路4に断熱部材70を投入する断熱部材投入器7を構成している。
An insulating
また、この循環経路4には循環器5に対して熱交換器6が直列的に接続されている。この熱交換器6は冷却水3を冷却する機器であり、空冷用のファン(図示せず)を有している。
In addition, a
この循環経路4には、捕集器9が設けられている。この捕集器9は冷却水3中の断熱部材70を捕集するための機器である。この捕集器9は、バイパス経路91を介して循環経路4に接続されている。この循環経路4からバイパス経路91へ分岐する分岐点と、バイパス経路91から循環経路4に合流する合流点とには、冷却水3の流れる方向を切り替える切替弁92がそれぞれに設けられている。
A
この循環経路4における捕集器9と循環器5との間には、濃度センサSN3が設けられている。この濃度センサSN3によって、冷却水3に投入された断熱部材70の濃度が測定される。また、この循環経路4における循環器5と熱交換器6との間には、冷却水3の温度を検出する冷媒温度センサSN2が設けられている。これにより、熱交換器6に流入する前の冷却水3の温度が測定される。
A concentration sensor SN3 is provided between the
循環経路4は、電池セル2に沿って設けられた対応面経路部41と側面経路部42とを有している。この対応面経路部41は、電池セル2の対応面211に沿って設けられている。この対応面経路部41は、各電池セル2の対応面211の前記並設方向の両側に設けられている。この対応面経路部41の形状が図4に示されている。図4においてセル筐体21は省略されている。この対応面経路部41は、一方の側面212から他方の側面212に向かってジグザグに進むように設けられている。側面経路部42は、電池セル2の側面212に沿って設けられている。この側面経路部42は、隣り合う電池セル2の一方では、電池セル2の片側の側面212に沿って設けられて当該電池セル2の両側の対応面経路部41に接続され、他方では、電池セル2の反対側の側面212に沿って設けられて当該電池セル2の両側の対応面経路部41に接続されている。これにより、循環経路4は、対応面経路部41と側面経路部42とを経由して、冷却水3が循環できるように構成されている。
The circulation path 4 has a corresponding
断熱部材貯留器7aに収容されている断熱部材70が図5に示されている。この断熱部材70は中空シリカ71を有している。この中空シリカ71の中心部には空気72が含まれている。中空シリカ71はこの空気72により断熱性をもつ。この中空シリカ71の表面には、吸水性高分子であるポリアクリル酸ソーダが設けられている。これにより、中空シリカ71の表面には高い吸水性をもつポリアクリル酸ソーダ高分子層73が形成されている。このポリアクリル酸ソーダ高分子層73は、中空シリカ71にポリアクリル酸ソーダを直接投入する、又はバインダーを使用するなどして形成されている。このバインダーには、超高分子量ポリエチレンオキシドなどが用いられる。ポリアクリル酸ソーダ高分子層73の外側は、熱溶融性高分子であるポリスチレンに覆われている。これにより、ポリアクリル酸ソーダ高分子層73の外側には、熱溶融性をもつ熱溶融性高分子層としてのポリスチレン高分子層74が形成されている。このポリスチレン高分子層74は、液中乾燥法などによって形成されている。
The heat insulating member 70 stored in the heat insulating
図6に示すように、電池ユニット1は、冷却システムを制御する冷却制御手段として、マイクロコンピュータをベースとした制御部CUを備えている。この制御部CUは、コンピュータプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)や、コンピュータプログラム及びデータを収納するRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)により構成されたメモリを有している。
As shown in FIG. 6, the
この制御部CUには、バスを介して各種センサから測定情報が送信される。具体的には、制御部CUは、電圧検出回路VD、セル温度センサSN1、冷媒温度センサSN2及び濃度センサSN3と電気的に接続されている。これら電圧検出回路VD及び各種センサSN1~SN3に検出された、電池セル2各々の電圧、電池セル2各々の温度、冷却水3の温度、冷却水3における断熱部材70の濃度が、それぞれ信号として制御部CUに送信される。
Measurement information is sent from various sensors to this control unit CU via the bus. Specifically, the control unit CU is electrically connected to a voltage detection circuit VD, a cell temperature sensor SN1, a refrigerant temperature sensor SN2, and a concentration sensor SN3. The voltage of each
また、この制御部CUは、電圧検出回路VD及び各種センサSN1~SN3からの入力情報に基づいて、各種の判定及び冷却システムの機器各々の制御を行う。この制御部CUは、バスを介して機器各々に制御信号を出力する。具体的には、この制御部CUは、循環器5、熱交換器6、断熱部材投入器7及び切替弁92と電気的に接続されている。
The control unit CU also performs various judgments and controls each device in the cooling system based on input information from the voltage detection circuit VD and the various sensors SN1 to SN3. The control unit CU outputs control signals to each device via the bus. Specifically, the control unit CU is electrically connected to the
この制御部CUには、電圧検出回路VDを介して測定された、電池ユニット1全体の電圧と各電池セル2の電圧とが送信されている。この制御部CUは、この電池ユニット1全体の電圧又は各電池セル2の電圧に急激な低下があったときに、いずれかの電池セル2に過熱があると判定する。このようにして、制御部CUと電圧検出回路VDとが、電池セル2の過熱を検出する手段として機能する。
The control unit CU is sent the voltage of the
この制御部CUのメモリには、各電池セル2の許容できる最大温度である許容限界温度が記録されている。この制御部CUは、電池セル2各々の温度がこの許容限界温度を超えないように、循環器5の出力を制御する。また、制御部CUは、冷却水3の温度がこの許容限界温度を超えないように、熱交換器6のファンの出力を制御する。
The memory of this control unit CU records the allowable limit temperature, which is the maximum allowable temperature of each
さらに、電池セルの過熱が検出されたとき、この制御部CUは断熱部材投入器7に対しバルブ7bを開けさせる。これにより、断熱部材70が冷却水3中に投入される。
Furthermore, when overheating of a battery cell is detected, the control unit CU causes the
また、この制御部CUは、断熱部材70が投入された後に、セル温度センサSN1又は冷媒温度センサSN2により検出される各電池セル2又は冷却水3の温度に基づいて、断熱部材70を捕集するかどうかを判定する。捕集すると判定されたとき、制御部CUは、冷却水3が捕集器9を経由して循環するように、切替弁92を切り替える。これにより、冷却水3に投入された断熱部材70は捕集器9に捕集される。断熱冷却水3中の断熱部材70の濃度が所定値以下になるまで捕集されたとき、制御部CUは断熱部材70の捕集が完了したと判定する。そして制御部CUは、冷却水3が捕集器9を経由せず循環するように、切替弁92を切り替える。
After the insulating material 70 is introduced, the control unit CU determines whether to collect the insulating material 70 based on the temperature of each
次に、電池ユニット1の冷却システムによる温度上昇の抑制について説明する。この電池ユニット1の使用に伴って、電池セル2各々が発熱する。発熱した電池セル2は、各電池セル2の対応面211と側面212とにそれぞれ設けられた、対応面経路部41と側面経路部42とを介して冷却水3に吸熱される。この吸熱によって、電池セル2は温度上昇が抑制される。この吸熱により温度が上昇した冷却水3は熱交換器6を通過するときに、空冷ファンで送られる外気との熱交換によって冷却される。
Next, we will explain how the cooling system of the
次に、電池セル2の過熱が検出された際に、冷却水3中に投入される断熱部材70の作用について説明する。この断熱部材70は、電池セル2が過熱したときに冷却水3中に投入される。このため、この冷却水3の循環に伴って断熱部材70は循環経路4の内部を冷却水3と共に流動する。図7は、図中の一番左側の電池セル2が過熱した状態を示す。電池セル2が過熱すると、この電池セル2に接する対応面経路部41と側面経路部42とが加熱される。これらの対応面経路部41と側面経路部42とが加熱されると、これらの内部にいて冷却水3の温度が上昇させられる。冷却水3の温度の上昇によって、冷却水3中に投入された断熱部材70の表面温度は上昇させられる。表面温度が上昇した断熱部材70は、その表面を形成するポリスチレン高分子層74が溶融させられる。これにより断熱部材70は、ポリスチレン高分子層74の内側に設けられたポリアクリル酸ソーダ高分子層73が露出させられる。この吸水性をもつポリアクリル酸ソーダ高分子層73は、循環経路4内を流れる冷却水3を吸収して膨張する。その結果、膨潤したポリアクリル酸ソーダ高分子層73を介して、中空シリカ71が結合していき、凝集する。また、断熱部材70の中空シリカ71は断熱性を持っている。このため、凝集した断熱部材70により、中空シリカ71の空気72が断熱効果を発揮する断熱層8が過熱した電池セル2のまわりに形成される。
Next, the function of the insulating member 70 that is put into the cooling water 3 when overheating of the
次に、電池ユニット1の電池セル2の過熱が検出された際の冷却システムの動作について説明する。図8は、制御部CUによる冷却システムの制御の手順を示している。
Next, we will explain the operation of the cooling system when overheating of the
ステップSt1において、制御部CUは、電圧検出回路VDからの入力情報に基づいて、電池ユニット1全体及び電池セル2各々の電圧情報を読み込む。
In step St1, the control unit CU reads voltage information for the
ステップSt2において、制御部CUは電池ユニット1全体又は電池セル2各々の電圧が急激に低下したか否かを判定している。電圧の急激な低下があると判定したときに、制御部CUによって電池セル2の過熱が検出される。電圧の急激な低下があると判定した(YES)場合、制御部CUはプロセスをステップSt3に進める。電圧の急激な低下がないと判定した(No)場合、制御部CUはプロセスをステップSt1に戻す。
In step St2, the control unit CU determines whether or not the voltage of the
ステップSt3において、制御部CUは循環器5の出力を最大に上昇させる。これにより制御部CUは循環経路4内を流れる冷却水3の流量を上昇させる。
In step St3, the control unit CU increases the output of the
ステップSt4において、制御部CUは熱交換器6のファンの出力を最大に上昇させる。これにより、制御部CUは熱交換器6の冷却水3を放熱させる効率を上昇させる。
In step St4, the control unit CU increases the output of the fan of the
ステップSt5において、制御部CUは断熱部材投入器7に対してバルブ7bを開けさせて、冷却水3中に断熱部材70を投入させる。
In step St5, the control unit CU instructs the
ステップSt6において、制御部CUは、過熱した電池セル2が電池ユニット1の中のどの電池セル2であるかを、電池セル2の電圧又は温度に基づいて特定する。電圧が極端に低い又は温度が許容限界温度よりも高い電池セル2が、制御部CUに過熱していると判定される。
In step St6, the control unit CU identifies which
ステップSt7において、制御部CUは、過熱した電池セル2に隣接しない電池セル2の中から、温度が許容限界温度以下である電池セル2を探索する。この探索された温度が許容限界温度以下である電池セル2の中から、制御部CUは過熱した電池セル2から並設方向に2つ目の電池セル2を特定する。特定する電池セル2は、過熱した電池セル2から並設方向に2つ目であることが好ましいが、並設方向に3つ以上離れた電池セル2としても構わない。
In step St7, the control unit CU searches for a
ステップSt8において、制御部CUは予め定められた時間待機する。この所定時間の経過後に、制御部CUはプロセスをステップSt8からステップSt9に進める。 In step St8, the control unit CU waits for a predetermined time. After this predetermined time has elapsed, the control unit CU advances the process from step St8 to step St9.
ステップSt9において、制御部CUはステップSt7で特定した電池セル2の温度TBを、セル温度センサSN1からの入力情報に基づいて読み込む。
In step St9, the control unit CU reads the temperature TB of the
ステップSt10において、制御部CUは、冷媒温度センサSN2からの入力情報に基づいて、冷却水3の熱交換器6に流入する前の温度TCを読み込む。
In step St10, the control unit CU reads the temperature TC of the cooling water 3 before it flows into the
ステップSt11において、制御部CUはステップSt10で読み込んだ冷却水3の温度TCと許容限界温度とを比較する。冷却水3の温度TCが許容限界温度よりも低い(YES)場合、制御部CUはプロセスをステップSt12に進める。冷却水3の温度TCが許容限界温度よりも高い(NO)場合、制御部CUはプロセスをステップSt10に戻す。 In step St11, the control unit CU compares the temperature TC of the cooling water 3 read in step St10 with the allowable limit temperature. If the temperature TC of the cooling water 3 is lower than the allowable limit temperature (YES), the control unit CU advances the process to step St12. If the temperature TC of the cooling water 3 is higher than the allowable limit temperature (NO), the control unit CU returns the process to step St10.
ステップSt12において、制御部CUはステップSt9で読み込んだ電池セル2の温度TBと許容限界温度とを比較する。この電池セル2の温度TBが許容限界温度よりも低い(YES)場合、制御部CUはプロセスをステップSt19に進める。この電池セル2の温度TCが許容限界温度よりも高い(NO)場合、制御部CUはプロセスをステップSt13に進める。
In step St12, the control unit CU compares the temperature TB of the
ステップSt13において、冷却水3が捕集器9を経由するように、制御部CUは切替弁92を切り替える。これにより、冷却水3中の断熱部材70が捕集器9に捕集される。
In step St13, the control unit CU switches the switching
ステップSt14において、制御部CUは、ステップSt7で特定した電池セル2の温度TBを、セル温度センサSN1からの入力情報に基づいて読み込む。
In step St14, the control unit CU reads the temperature TB of the
ステップSt15において、制御部CUは、ステップSt14で読み込んだ電池セル2の温度TBと許容限界温度とを比較する。この電池セル2の温度TBが許容限界温度よりも低い(YES)場合、制御部CUはプロセスをステップSt16に進める。この電池セル2の温度TCが許容限界温度よりも高い(NO)場合、制御部CUはプロセスをステップSt14に戻す。
In step St15, the control unit CU compares the temperature TB of the
ステップSt16において、制御部CUは、濃度センサSN3からの入力情報に基づいて、冷却水3に投入された断熱部材70の濃度を読み込む。 In step St16, the control unit CU reads the concentration of the insulating material 70 added to the cooling water 3 based on the input information from the concentration sensor SN3.
ステップSt17において、制御部CUは、ステップSt16で読み込んだ濃度が所定値以下であるか否かを判定する。これにより、制御部CUは冷却水3中の断熱部材70の捕集が完了したか否かを判定している。所定値以下である(YES)場合、制御部CUはプロセスをステップSt18に進める。所定値以上である(NO)場合、制御部CUはプロセスをステップSt16に戻す。 In step St17, the control unit CU determines whether the concentration read in step St16 is equal to or less than a predetermined value. In this way, the control unit CU determines whether collection of the insulating material 70 in the cooling water 3 has been completed. If it is equal to or less than the predetermined value (YES), the control unit CU advances the process to step St18. If it is equal to or more than the predetermined value (NO), the control unit CU returns the process to step St16.
ステップSt18において、制御部CUは、冷却水3が捕集器9を経由せずに循環するように切替弁92を切り替える。
In step St18, the control unit CU switches the switching
ステップSt19において、制御部CUは熱交換器6のファンの出力を最大から低下させる。これにより、熱交換器6が消費するエネルギー(電力)は抑制される。
In step St19, the control unit CU reduces the output of the fan of the
ステップSt20において、制御部CUは循環器5の出力を最大から低下させる。これにより、循環器5が消費するエネルギー(電力)は抑制される。
In step St20, the control unit CU reduces the output of the
従って、この実施形態において、過熱した電池セル2があるとき、電池ユニット1の温度上昇を抑制する冷却システムの冷却水3には、断熱部材70が投入される。これにより、電池セル2が過熱した際には、過熱した電池セル2と接する循環経路4の対応面経路部41と側面経路部42との内部に断熱層8が形成される。このため、過熱した電池セル2が発する熱から他の電池セル2が受ける影響は断熱層8によって抑制される。また、この断熱層8は電池ユニット1を冷却するための循環経路4の内部に形成される。このため、循環経路4とは別に断熱材を設ける必要がなくなり、電池ユニット1の構成がコンパクトになる。
Therefore, in this embodiment, when an
さらに、セル2の過熱を生じないときは、循環経路4には断熱部材70が投入されない。従って、断熱部材70が投入されることにより冷却水3の流速が低下し、冷却水3の吸熱及び放熱の効率が低下することが抑制される。これにより、電池ユニット1の冷却システムによる冷却が効率的に行われる。
Furthermore, when the
また、熱交換器6に流入する前の冷媒の温度が低下した後において、過熱した電池セル2から離れた電池セル2の温度が許容限界温度よりも高いときには、冷却水3に投入された断熱部材70が捕集器9によって捕集される。すなわち、断熱層8の形成によって過熱した電池セル2に対する断熱が完了した後に、冷却水3と共に流動する断熱部材70は捕集される。これにより、熱交換器6に流入する前の冷媒の温度が低下した後において、断熱部材70が冷却水3と共に流動することによる冷却水3の流速が低下し、冷却水3の吸熱及び放熱の効率が低下することが抑制される。このため、過熱した電池セル2から離れた電池セル2の温度上昇が抑制され、その劣化を防止できる。
In addition, after the temperature of the refrigerant before flowing into the
さらに、過熱した電池セル2の発生に伴う、この過熱した電池セル2と隣接しない電池セル2の温度上昇は、断熱層8の形成によって抑制される。このとき、電池セル2の過熱があったとしても、直ちに車両の走行を止めることはできずに、暫時走行を続ける必要がある。この走行時に、ステップSt19、St20において、熱交換器6及び循環器5が消費するエネルギー(電力)を抑制することによって、電池ユニット1の消費するエネルギー(電力)を抑制することができる。
Furthermore, the temperature rise of
(実施形態2)
図9は、本発明の実施形態2に係る電池ユニット1の構成を示している。電池セル2に沿って設けられた循環経路4の構成が前記実施形態1とは異なるが、他の構成は実施形態1と同様である。
(Embodiment 2)
9 shows the configuration of a
実施形態2においても、実施形態1と同様に、電池ユニット1は並設された複数の電池セル2(図9では、電池セル2は3つのみ記載)を備えている。図9は、図中の一番左側の電池セルが過熱した際の電池ユニット1を示す。この電池セル2の構造は実施形態1と同様である。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the
電池ユニット1は、図9に示すように、複数の電池セル2(図9では電池セル2は3つのみ記載)を備えている。これらの電池セル2は、対応面211を対向させるように配置されている。
As shown in FIG. 9, the
電池ユニット1は、電池ユニット全体を冷却するための冷却システムを備えている。この冷却システムは、冷媒としての冷却水3を利用して各電池セルを冷却するシステムである。電池ユニット1は、実施形態1と同様に、冷却水3が循環経路4を循環することにより冷却される。また、実施形態2におけるこの冷却システムの動作は、制御部CUによって実施形態1と同様に制御される。
The
この循環経路4は、第1側面経路部421と第2側面経路部422と対応面経路部41とを有している。第1側面経路部421は、電池セル2各々における図中で上側の側面212に沿って、電池セル2が並設された方向(図中で左右方向)に連続して設けられている。また、この第1側面経路部421は、循環器5の冷媒吐出部51に接続されている。第2側面経路部422は、電池セル2各々における図中で下側の側面212に沿って、電池セル2が並設された方向(図中で左右方向)に接続されている。また、この第2側面経路部422は、循環器5の冷媒吸引部52に接続されている。対応面経路部41は、電池セルの対応面211に沿って設けられている。この対応面経路部41は、一端が第1側面経路部421に他端が第2側面経路部422にそれぞれ接続されている。
The circulation path 4 has a first
この各電池セル2の側面212の長さは、対応面211の長さに比べて短くなっている。このため、各電池セル2の側面212に沿う第1側面経路部421及び第2側面経路部422の長さは、対応面211に沿う対応面経路部41の長さに比べて短くなっている。
The length of the
次に、実施形態2において電池ユニット1の電池セル2が過熱した際の、断熱部材70の作用について説明する。この電池セル2が過熱すると、電池セル2から対応面経路部41と第1側面経路部421及び第2側面経路部422に伝熱される。この過熱した電池セル2に沿って延びる長さが、第1側面経路部421及び第2側面経路部422は対応面経路部41に比べて短くなっている。このため、第1側面経路部421及び第2側面経路部422に伝わる熱量は、対応面経路部41に伝わる熱量に比べて小さくなる。
Next, the action of the insulating member 70 when the
また、電池セル2の電極体22が過熱したとき、電極体22が発する熱はセル筐体21に伝熱される。この熱は、対応面211側においては、直接セル筐体21に伝熱される。一方で、この熱は、側面212側においては、タブリード24と固定部材23とを介してセル筐体21に伝熱される。これにより、電池セル2のセル筐体21は、対応面211の温度が上がりやすくなり、側面212の温度が上がりにくくなる。
In addition, when the
さらに、セル筐体21と電極体22との距離が近い対応面211は側面212よりも電極体22が発する熱の影響を受けやすく、表面温度が上昇しやすい。これにより、電池セル2のセル筐体21は、対応面211の温度が上がりやすくなり、側面212の温度が上がりにくくなる。
Furthermore, the
このように、伝わる熱量が小さく且つ温度の上がりにくい側面212に設けられた第1側面経路部421及び第2側面経路部422内の冷却水3の温度は、伝わる熱量が大きく且つ温度の上がりやすい対応面に設けられた対応面経路部41内の冷却水3の温度に比べて低くなる。過熱した電池セル2の熱により、まず、対応面経路部41内の冷却水3の温度が、断熱部材70のポリスチレン高分子層74が溶融する温度まで上昇させられる。ポリスチレン高分子層74が溶融した断熱部材70により、実施形態1と同様に、対応面経路部41内には断熱層8が形成される。一方で、第1側面経路部421及び第2側面経路部422内の冷却水3の温度は、対応面経路部41内の冷却水3の温度に比べ低い。温度の低い第1側面経路部421及び第2側面経路部422内において、断熱部材70はポリスチレン高分子層74が溶融しづらく、凝集量が少なくなる。
In this way, the temperature of the cooling water 3 in the first
従って、この実施形態において、電池セル2が過熱したとき、対応面経路部41に比べ、第1側面経路部421と第2側面経路部422とにおいて、断熱部材70の凝集量が少なくなっている。これにより、第1側面経路部421及び第2側面経路部422は凝集した断熱部材70による詰まりが抑制される。このため、これらの第1側面経路部421及び第2側面経路部422を流れる冷却水3の流量が十分に確保される。そして、これら第1側面経路部421及び第2側面経路部422は、電池セル2の配設方向に連続している。このため、対応面経路部41に断熱層8が形成されたとき、対応面経路部41が断熱層8により詰まったとしても、第1側面経路部421と第2側面経路部422とを介して、冷却水3を循環させることができる。
Therefore, in this embodiment, when the
このように、この電池ユニット1は、対応面経路部41に断熱層8が形成されたとき、第1側面経路部421と第2側面経路部422とを介して、冷却水3の循環ができるように構成されている。このため、冷却水3の循環による電池ユニット1の冷却と、過熱した電池セル2に対する断熱とを同時に行うことができる。
In this way, this
また、図9のように、電池セル2は対応面211を対向させて配置されている。これらの対応面211同士の間に設けられた対応面経路部41内に断熱層8が形成されやすいため、過熱した電池セル2の熱から他の電池セル2が受ける影響を十分に抑制することができる。
As shown in FIG. 9, the
(その他の実施形態)
前記実施形態では、電池セル2を3つのみ記載したが、電池セル2の個数は3つに限定されない。電池セル2は複数あればよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, only three
前記実施形態では、循環経路4の対応面経路部41は対応面211上にジグザグに設けられているとした。しかし、図10に示すように、対応面211上に上下方向(図中で上下方向)に並行して3本の対応面経路部41が設けられているとしてもよい。この場合、循環器5の冷媒吐出部51に続く1本の循環経路4が3本の側面経路部42に分岐させられ、この分岐させた側面経路部42と3本の対応面経路部41とが接続されている。そして、この3本の対応面経路部41に続く下流側の3本の側面経路部42を1本に集合させ、循環器5の冷媒吸引部52に接続されているとしてもよい。或いは、対応面経路部41の上流側及び下流側各々に設けられた側面経路部42は1本であり、3本の対応面経路部41に分岐させられてもよい。或いは、3本の循環経路4を平行に設け、各々に循環器5及び熱交換器6を設けてもよい。
In the above embodiment, the corresponding
さらに、対応面経路部41は、図11に示すように、ジグザグの対応面経路部41が2本並設されているとしてもよい。また、これら2本の対応面経路部41は、頂点を上下方向(図中で上下方向)に対応させて設けられているとしてもよい。この場合、循環器5の冷媒吐出部51に続く1本の循環経路4が2本の側面経路部42に分岐させられ、この分岐させた側面経路部42と2本の対応面経路部41とが接続されている。そして、この2本の対応面経路部41に続く下流側の2本の側面経路部42を1本に集合させ、循環器5の冷媒吸引部52に接続されているとしてもよい。或いは、対応面経路部41の上流側及び下流側各々に設けられた側面経路部42は1本であり、2本の対応面経路部41に分岐させられてもよい。或いは、2本の循環経路4を平行に設け、各々に循環器5及び熱交換器6を設けてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 11, the corresponding
前記実施形態では、冷却水3が、図1、図7及び図9において、反時計回りに循環するように、循環器5の冷媒吐出部51と冷媒吸引部52とが循環器5に接続されているとした。しかし、冷媒吐出部51と冷媒吸引部52とを反対に接続し、時計回りに冷却水3が循環しても構わない。この場合、濃度センサSN3の設置個所を、捕集器9と熱交換器6との間に変更すればよい。要は濃度センサSN3によって、捕集器9から流出した冷却水3の濃度を測定できればよい。さらに、冷媒温度センサSN2の設置個所を、熱交換器6と切替弁92との間にすればよい。要は冷媒温度センサSN2によって、熱交換器6に流入する冷却水3の温度が測定できればよい。
In the above embodiment, the
前記実施形態では、電池セル2は対応面211と側面212とを有する直方体状の電池とした。しかし、電池セル2の形状は、円筒電池でもよくどのような形状でも構わない。例えば、円筒電池を用いたとき、円筒電池が軸方向に対して垂直方向に並設されている場合は、円筒電池の側面が対応面211であり、両底面が側面212であるとすればよい。一方、円筒電池が軸方向に並設されている場合は、円筒電池の両底面が対応面211であり、側面が側面212であるとすればよい。
In the above embodiment, the
前記実施形態では、断熱部材70の芯材には中空粒子である中空シリカ71を用いるとしたが、発泡粒子等でもよい。芯材に用いる粒子は断熱性があればよい。例えば、中空シリカ71の代替品としては、多孔質シリカ、ポリイミド多孔質、有機-無機ハイブリッド多孔質等が挙げられる。
In the above embodiment,
前記実施形態では、中空シリカ71の表面には、吸水性高分子であるポリアクリル酸ソーダが設けられているとしたが、吸水性があればポリアクリル酸ソーダでなくてもよい。例えば、ポリアクリル酸ソーダの代替品としては、ポリアクリル酸塩系、デンプン-アクリル酸塩グラフトポリマー、酢酸ビニル共重合体、無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール系、CMC系等が挙げられる。
In the above embodiment, the surface of the
前記実施形態では、ポリアクリル酸ソーダ高分子層73の外側は、熱溶融性高分子であるポリスチレンに覆われているとしたが、熱溶融性があればポリスチレンでなくてもよい。例えば、ポリスチレンの代替品としては、ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)、AS(アクリロニトリル-スチレン共重合体)等が挙げられる。
In the above embodiment, the outside of the polysodium
前記実施形態では、断熱部材70は芯材と吸水性高分子層と熱溶融性高分子層とが積層された3層構造であるとした。しかし、断熱部材70の構造は3層構造に限らない。例えば、芯材の外側に加熱されることにより粘着性を発揮する樹脂や、加熱されることにより吸水性を発揮する樹脂による層を形成することにより、2層構造としても構わない。 In the above embodiment, the heat insulating member 70 has a three-layer structure in which a core material, a water-absorbent polymer layer, and a heat-fusible polymer layer are laminated. However, the structure of the heat insulating member 70 is not limited to a three-layer structure. For example, a two-layer structure may be formed by forming a layer of a resin that exhibits adhesiveness when heated on the outside of the core material, or a layer of a resin that exhibits water absorption when heated.
本発明は、電池ユニット1の構成をコンパクトにし、効率的な冷却ができる点で極めて有用である。
The present invention is extremely useful in that it allows the
1 電池ユニット
2 電池セル
3 冷却水
4 循環経路
5 循環器
6 熱交換器
7 断熱部材投入器
8 断熱層
9 捕集器
92 切替弁
1 Battery unit
2 Battery cells
3. Cooling water
4. Circulation route
5. Circulatory system
6. Heat exchanger
7. Heat insulating material inserter
8. Thermal insulation layer
9 Collector
92 Switching valve
Claims (4)
前記冷却システムは、
冷媒と、
前記電池セルと接するように設けられた前記冷媒が循環するための循環経路と、
前記循環経路に設けられた前記冷媒を循環させるための循環器と、
前記循環経路に設けられた前記冷媒を放熱させるための熱交換器と、
前記循環経路に設けられ、前記冷媒中に熱凝集性を有する断熱部材を投入するための断熱部材投入器と、
前記電池セルの過熱を検出する手段と、
前記過熱が検出されたときに、前記断熱部材が前記循環経路に投入されるように前記断熱部材投入器を作動させるコントローラと、を有することを特徴とする電池ユニット。 A battery unit including a plurality of battery cells arranged in parallel and a cooling system for cooling the battery cells,
The cooling system comprises:
A refrigerant;
a circulation path for circulating the coolant, the circulation path being provided in contact with the battery cell;
a circulator for circulating the refrigerant provided in the circulation path;
a heat exchanger provided in the circulation path for dissipating heat of the refrigerant;
An insulating material feeder provided in the circulation path for feeding an insulating material having thermal coagulation properties into the refrigerant;
means for detecting overheating of the battery cell;
a controller that operates the insulating material inserter to insert the insulating material into the circulation path when the overheating is detected.
前記循環経路には、前記冷媒中に投入された前記断熱部材を捕集するための捕集器が設けられていることを特徴とする電池ユニット。 The battery unit according to claim 1 ,
The battery unit according to claim 1, wherein the circulation path is provided with a collector for collecting the heat insulating material that has been put into the refrigerant.
前記冷却システムは、前記電池セル各々の電圧を検出する電圧検出手段と、該電池セル各々の温度を検出するセル温度センサと、前記熱交換器に流入する前記冷媒の温度を検出する冷媒温度センサと、をさらに備え、
前記コントローラは、前記電圧検出手段によって検出される電池セル各々の電圧又は前記セル温度センサによって検出される電池セル各々の温度に基づいて過熱した電池セルに隣接しない電池セルを特定し、前記断熱部材投入器の作動から所定時間が経過し、前記熱交換器に流入する前記冷媒の温度が所定値未満であり、且つ前記特定された電池セルの温度が所定値以上であるときに、前記捕集器による前記断熱部材の捕集を実行することを特徴とする電池ユニット。 The battery unit according to claim 2,
the cooling system further includes a voltage detection means for detecting a voltage of each of the battery cells, a cell temperature sensor for detecting a temperature of each of the battery cells, and a refrigerant temperature sensor for detecting a temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger;
The controller identifies a battery cell that is not adjacent to an overheated battery cell based on the voltage of each battery cell detected by the voltage detection means or the temperature of each battery cell detected by the cell temperature sensor, and when a predetermined time has elapsed since the operation of the insulation material inserter, the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger is less than a predetermined value, and the temperature of the identified battery cell is equal to or higher than a predetermined value, the controller performs collection of the insulation material using the collector.
前記複数の電池セル各々は、該電池セルが並設された並設方向において互いに逆向きになった対応する外面である対応面と、該対応面同士を互いの周縁部において接続する側面と、を有し、
前記循環経路は、
前記循環器の冷媒吐出部に接続され、前記電池セル各々における一方の前記側面に沿って前記並設方向に連続して延びる第1側面経路部と、
前記循環器の冷媒吸引部に接続され、前記電池セル各々における他方の前記側面に沿って前記並設方向に連続して延びる第2側面経路部と、
前記並設方向の前記対応面に沿って延びる、前記第1側面経路部と前記第2側面経路部とを接続する対応面経路部と、を有し、
前記第1側面経路部及び前記第2側面経路部各々が前記電池セル各々の前記側面に沿って延びる長さは、前記対応面経路部が前記電池セル各々の前記対応面に沿って延びる長さよりも短いことを特徴とする電池ユニット。 The battery unit according to any one of claims 1 to 3,
each of the plurality of battery cells has corresponding surfaces that are outer surfaces facing opposite directions in a direction in which the battery cells are arranged side by side, and side surfaces that connect the corresponding surfaces to each other at their peripheries;
The circulation path is
a first side path portion connected to a refrigerant discharge portion of the circulator and extending continuously in the arrangement direction along one of the side surfaces of each of the battery cells;
a second side path portion connected to the refrigerant suction portion of the circulator and extending continuously in the juxtaposition direction along the other side surface of each of the battery cells;
a corresponding surface path portion that connects the first side surface path portion and the second side surface path portion and that extends along the corresponding surface in the juxtaposition direction,
a length over which each of the first side path portion and the second side path portion extends along the side surface of each of the battery cells is shorter than a length over which the corresponding surface path portion extends along the corresponding surface of each of the battery cells.
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