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JP2008282648A - Assembled battery - Google Patents

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JP2008282648A
JP2008282648A JP2007125205A JP2007125205A JP2008282648A JP 2008282648 A JP2008282648 A JP 2008282648A JP 2007125205 A JP2007125205 A JP 2007125205A JP 2007125205 A JP2007125205 A JP 2007125205A JP 2008282648 A JP2008282648 A JP 2008282648A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
assembled battery
contact portion
unit cell
noise
gap
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.)
Withdrawn
Application number
JP2007125205A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Maruyama
宜之 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2007125205A priority Critical patent/JP2008282648A/en
Publication of JP2008282648A publication Critical patent/JP2008282648A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

【課題】外部に漏れるノイズを低減可能な組電池を提供すること。
【解決手段】本発明により提供される組電池10は、複数の充放電可能な単電池20を所定方向に配列して構成される。隣り合う単電池20の間には、それらのうち少なくとも一方の単電池に接触する接触部42と、いずれの単電池にも接触せず面状に広がる非接触部44とを備えるスペーサ40が介装されている。非接触部44には複数の貫通孔46が設けられ、該非接触部44の両側には貫通孔46に連通する空隙47,49が形成されている。かかる構成によると、単電池20からノイズが生じても、例えば該単電池の右側に配置された非接触部44の貫通孔46およびその背面に設けられた空隙47を利用して上記ノイズを吸音し、組電池10の外部に漏れるノイズを抑えることができる。
【選択図】図2
An assembled battery capable of reducing noise leaking to the outside is provided.
An assembled battery provided by the present invention is configured by arranging a plurality of chargeable / dischargeable cells in a predetermined direction. Between adjacent unit cells 20, a spacer 40 including a contact part 42 that contacts at least one of the unit cells and a non-contact part 44 that spreads in a planar shape without contacting any unit cell is interposed. It is disguised. The non-contact portion 44 is provided with a plurality of through holes 46, and voids 47 and 49 communicating with the through holes 46 are formed on both sides of the non-contact portion 44. According to this configuration, even if noise is generated from the unit cell 20, the noise is absorbed by using, for example, the through hole 46 of the non-contact portion 44 disposed on the right side of the unit cell and the gap 47 provided on the back surface thereof. In addition, noise leaking outside the assembled battery 10 can be suppressed.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、複数の充放電可能な単電池(二次電池)が所定方向に配列された組電池(典型的には、それら複数の単電池が直列に接続された組電池)に関する。詳しくは、車両搭載用として好適な組電池に関する。   The present invention relates to an assembled battery in which a plurality of chargeable / dischargeable single cells (secondary batteries) are arranged in a predetermined direction (typically, an assembled battery in which the plurality of single cells are connected in series). Specifically, the present invention relates to an assembled battery suitable for mounting on a vehicle.

リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池あるいはキャパシタ等の蓄電素子を単電池とし、該単電池を複数配列してなる組電池は、車両搭載用電源、あるいはパソコンおよび携帯端末の電源等として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池を単電池として複数直列に接続した組電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。   Lithium ion batteries, nickel metal hydride batteries and other secondary batteries or capacitors and other storage elements are used as unit cells, and assembled batteries formed by arranging a plurality of unit cells are used as power sources for vehicles or as power sources for personal computers and portable terminals. The importance is increasing. In particular, an assembled battery in which a plurality of lithium-ion batteries that are lightweight and have a high energy density are connected in series as single cells is expected to be preferably used as a high-output power source for mounting on vehicles.

このように複数の単電池を配列して構成された組電池では、充放電を行う際に該組電池を構成する各単電池内で熱が発生するため、発生した熱を速やかに冷却できるように組電池の放熱性を確保することが要求される。かかる要求に応える手法として、隣接する単電池間に空隙を設けることで放熱を促す手法が知られている。この種の技術に関する従来技術文献として特許文献1〜3が挙げられる。例えば特許文献1に記載の組電池は、隣接する各単電池間にスペーサ(間隔保持板)を介装し、該スペーサの凹凸形状を利用することによって上記単電池が配列方向に拘束された形態の組電池においても該単電池間に冷却媒体(典型的には空気)の通路が確保されるように構成されている。なお、特許文献4は自動車の機関室内の騒音を低減するためのバッテリカバーに関する。   In the assembled battery configured by arranging a plurality of unit cells in this way, heat is generated in each unit cell constituting the assembled battery when charging / discharging, so that the generated heat can be quickly cooled. In addition, it is required to ensure the heat dissipation of the assembled battery. As a method for meeting such a requirement, a method for promoting heat dissipation by providing a gap between adjacent unit cells is known. Patent Documents 1 to 3 are cited as prior art documents relating to this type of technology. For example, in the assembled battery described in Patent Document 1, a spacer (interval holding plate) is interposed between adjacent unit cells, and the unit cells are constrained in the arrangement direction by using the uneven shape of the spacer. The assembled battery is also configured to ensure a passage of a cooling medium (typically air) between the single cells. Patent Document 4 relates to a battery cover for reducing noise in an engine room of an automobile.

特開2006−048996号公報JP 2006-048996 A 特開2001−196103号公報JP 2001-196103 A 特開2004−327142号公報JP 2004-327142 A 実開昭60−12263号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-12263

ところで、上述のような組電池の使用時(充電および/または放電時)において、該組電池を構成する単電池が異音(ノイズ)を発することがある。例えば、該組電池がスイッチング回路に接続された態様で(すなわちスイッチング回路を介して充放電する態様で、例えば該組電池およびスイッチング回路を含む電源システムの構成要素として)用いられる場合に、上記スイッチング回路の動作周波数(例えば10kHz程度)によって上記組電池を構成する単電池からノイズが発生することがある。かかるノイズの発生は、主として、上記スイッチング回路を介して流れる充放電電流のリップルに応答して単電池の膨張・収縮が生じ、これが周囲の空気を振動させることによるものと考えられる。単電池から生じるノイズが組電池の外部において顕著に観測される(すなわち、単電池からのノイズが組電池の外部に顕著に漏れる)と、該組電池がノイズを生じるものとして問題視されることがある。   By the way, when the assembled battery as described above is used (at the time of charging and / or discharging), the unit cells constituting the assembled battery may emit noise (noise). For example, when the assembled battery is used in a mode connected to a switching circuit (that is, in a mode of charging / discharging via the switching circuit, for example, as a component of a power supply system including the assembled battery and the switching circuit), the switching is performed. Depending on the operating frequency of the circuit (for example, about 10 kHz), noise may be generated from the cells constituting the assembled battery. The occurrence of such noise is considered to be mainly due to the expansion / contraction of the cell in response to the ripple of the charge / discharge current flowing through the switching circuit, which causes the surrounding air to vibrate. When noise generated from a single cell is observed remarkably outside the assembled battery (that is, noise from the single cell leaks significantly outside the assembled battery), the assembled battery is regarded as a problem that causes noise. There is.

そこで本発明は、複数の単電池を配列してなる組電池であって、上記組電池の外部に漏れるノイズを低減可能な組電池の提供を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an assembled battery in which a plurality of single cells are arranged and capable of reducing noise leaking outside the assembled battery.

本発明者は、組電池を構成する単電池の間に所定構造のスペーサを介装することによって上記課題が解決されることを見出して本発明を完成した。   The present inventor has found that the above problem can be solved by interposing a spacer having a predetermined structure between the unit cells constituting the assembled battery, and has completed the present invention.

本発明によると、複数の充放電可能な単電池を所定方向に配列して構成された組電池が提供される。該組電池において、隣り合う前記単電池の間にはスペーサが介装されている。前記スペーサは、前記隣り合う単電池のうち少なくとも一方の単電池に接触する接触部と、いずれの単電池にも接触せず面状に広がる非接触部とを備える。前記非接触部には複数の貫通孔が設けられている。前記非接触部の両側には、前記単電池との間に、前記貫通孔に連通する空隙が形成されている。
かかる構成の組電池によると、面状(板状)に広がり複数の貫通孔を有する非接触部(以下、「孔あき板部」ということもある。)およびその背面に設置された空隙(上記貫通孔に連通し、典型的には空気が満たされて空気層となっている。)により構成された「孔あき板吸音構造」を利用して、該孔あき板部に対向する単電池からのノイズを吸音する(低減する)ことができる。このことによって、当該組電池の外部に漏れるノイズを低減することができる。
According to the present invention, an assembled battery configured by arranging a plurality of chargeable / dischargeable cells in a predetermined direction is provided. In the assembled battery, a spacer is interposed between the adjacent unit cells. The spacer includes a contact portion that contacts at least one unit cell among the adjacent unit cells, and a non-contact portion that spreads in a planar shape without contacting any unit cell. The non-contact portion is provided with a plurality of through holes. On both sides of the non-contact portion, a gap communicating with the through hole is formed between the unit cells.
According to the assembled battery having such a configuration, a non-contact portion (hereinafter sometimes referred to as a “perforated plate portion”) that spreads in a planar shape (plate shape) and has a plurality of through holes, and a gap (described above) From the unit cell facing the perforated plate portion, utilizing the “perforated plate sound absorbing structure” configured to communicate with the through-hole, and is typically filled with air to form an air layer. Noise can be absorbed (reduced). As a result, noise leaking to the outside of the assembled battery can be reduced.

なお、本明細書において「単電池」とは、組電池を構成する個々の蓄電素子を指す用語であって、特に限定しない限り種々の組成および構成の電池、キャパシタを包含する。また、「二次電池」とは、繰り返し充電可能な電池一般をいい、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池を包含する。リチウムイオン電池を構成する蓄電素子はここでいう「単電池」に包含される典型例であり、そのような単電池を複数備えて成るリチウムイオン電池モジュールはここで開示される「組電池」の典型例である。   In the present specification, the “single cell” is a term indicating individual power storage elements constituting the assembled battery, and includes batteries and capacitors of various compositions and configurations unless specifically limited. The “secondary battery” refers to a battery that can be repeatedly charged, and includes so-called storage batteries such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries. The storage element constituting the lithium ion battery is a typical example included in the “unit cell” referred to herein, and a lithium ion battery module including a plurality of such unit cells is the “assembled battery” disclosed herein. This is a typical example.

前記非接触部の少なくとも片側に形成された前記空隙は、外部に開放されて冷媒を流通可能な冷媒通路を構成していることが好ましい。かかる構成によると、単電池から生じた熱を上記冷媒通路に放散し、該通路に流通する冷媒(典型的には空気が好ましい)を通じて組電池の外部へと速やかに排出することができる。したがって、組電池のノイズを低減するとともに該組電池の放熱性を高めることができる。   It is preferable that the gap formed on at least one side of the non-contact portion constitutes a refrigerant passage that is open to the outside and can circulate the refrigerant. According to such a configuration, the heat generated from the unit cell can be dissipated into the refrigerant passage and quickly discharged to the outside of the assembled battery through the refrigerant (typically air is preferable) flowing through the passage. Therefore, the noise of the assembled battery can be reduced and the heat dissipation of the assembled battery can be increased.

前記非接触部およびその少なくとも片側に形成された前記空隙のサイズは、前記組電池に接続されるスイッチング回路の動作周波数に対応する固有振動数の孔あき板吸音構造を形成するように設定されていることが好ましい。かかる構成によると、上記スイッチング回路を通じて充放電を行う際に単電池から生じ得るノイズ(例えば、充放電電流のリップルに起因して生じるノイズ)を特に効果的に吸音し、当該組電池のノイズをより高度に抑制することができる。   The non-contact portion and the size of the gap formed on at least one side thereof are set so as to form a perforated plate sound absorbing structure having a natural frequency corresponding to an operating frequency of a switching circuit connected to the assembled battery. Preferably it is. According to such a configuration, noise that may be generated from a single cell when charging / discharging through the switching circuit (for example, noise generated due to ripple of charging / discharging current) is particularly effectively absorbed, and the noise of the assembled battery is reduced. It can be suppressed to a higher degree.

前記単電池は扁平な箱型形状であって、隣り合う前記単電池の幅広面が対向するように配列されていることが好ましい。かかる構成の組電池では、必要に応じて上記孔あき板部の面積をより広く確保し、これにより該孔あき板部に対向する単電池からのノイズをより高度に吸音する(低減する)ことができる。することができる。したがって、上記構成の組電池によると、ここに開示される技術の適用効果がよりよく発揮され得る。   It is preferable that the unit cells have a flat box shape and are arranged so that the wide surfaces of the adjacent unit cells face each other. In the assembled battery having such a configuration, the area of the perforated plate portion is secured wider as necessary, and thereby noise from the unit cell facing the perforated plate portion is more highly absorbed (reduced). Can do. can do. Therefore, according to the assembled battery having the above-described configuration, the application effect of the technique disclosed herein can be better exhibited.

ここに開示されるいずれかの組電池は、車両に搭載される組電池(例えば、自動車等の車両に搭載されるモータ(電動機)用の電源)として好適である。したがって、本発明によると、ここに開示されるいずれかの組電池を備える車両が提供される。
また本発明は、他の側面として、ここに開示されるいずれかの組電池および該組電池と電気的に接続されたスイッチング回路を含む電源システムを提供する。さらに他の側面として、該電源システムを搭載した車両を提供する。
Any of the assembled batteries disclosed herein is suitable as an assembled battery mounted on a vehicle (for example, a power source for a motor (electric motor) mounted on a vehicle such as an automobile). Therefore, according to the present invention, a vehicle including any of the assembled batteries disclosed herein is provided.
As another aspect, the present invention provides a power supply system including any of the assembled batteries disclosed herein and a switching circuit electrically connected to the assembled batteries. As yet another aspect, a vehicle equipped with the power supply system is provided.

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明するが、本発明をこの具体的実施形態に限定する意図ではない。また、以下の図面において同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略することがある。
なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば、正極、負極およびセパレータの構成および製法、単電池の拘束方法、車両への組電池搭載方法)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not intended to be limited to these specific embodiments. Moreover, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected to the member and site | part which show | plays the same effect | action, and the overlapping description may be abbreviate | omitted.
Note that matters other than matters specifically mentioned in the present specification and necessary for carrying out the present invention (for example, the configuration and manufacturing method of the positive electrode, the negative electrode, and the separator, the method of restraining the unit cell, the assembled battery to the vehicle The mounting method) can be grasped as a design matter of those skilled in the art based on the prior art in the field. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field.

まず、図1を参照して本実施形態の組電池10の概略構成を説明する。この組電池10は、複数の充放電可能な単電池20を所定の方向に配列して構成されている。図に示す例では、同形状の四個の単電池20が一方向に配列されている。
各単電池20は、図2に示すように、正極および負極を備える電極体80と、該電極体80および図示しない電解質を収容する容器50とを備える。本実施形態の電極体80は、典型的な組電池に装備される単電池と同様に、所定の電池構成材料(正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等)から構成されている。ここでは、電極体80として、後述する扁平形状の捲回電極体80が用いられている。
First, a schematic configuration of the assembled battery 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG. The assembled battery 10 is configured by arranging a plurality of chargeable / dischargeable cells 20 in a predetermined direction. In the example shown in the figure, four unit cells 20 having the same shape are arranged in one direction.
As shown in FIG. 2, each unit cell 20 includes an electrode body 80 including a positive electrode and a negative electrode, and a container 50 that houses the electrode body 80 and an electrolyte (not shown). The electrode body 80 of the present embodiment is composed of predetermined battery constituent materials (active materials for each of the positive and negative electrodes, current collectors for each of the positive and negative electrodes, a separator, and the like), as in the case of the unit cell included in a typical assembled battery. Has been. Here, a flat wound electrode body 80 described later is used as the electrode body 80.

本実施形態の容器50は、このような扁平形状の捲回電極体80を内部に収容し得る形状(図示した例では扁平な箱型形状)を有する。容器50の構成材質としては典型的な単電池と同様のものを使用することができ特に制限はないが、組電池自体の軽量化の観点から、例えば薄い金属製あるいは合成樹脂製の容器が好ましく使用され得る。
容器50の上面には、捲回電極体80の正極と電気的に接続する正極端子60と、捲回電極体80の負極と電気的に接続する負極端子62とが設けられている。そして、隣接する単電池20間において一方の単電池20の正極端子60と他方の単電池20の負極端子62とが接続具64によって電気的に接続される。このように各単電池20を電気的に直列に接続することにより、所望する電圧の組電池10が構築(製造)される。
The container 50 of the present embodiment has a shape (a flat box shape in the illustrated example) that can accommodate such a flat wound electrode body 80 inside. The material of the container 50 can be the same as that of a typical unit cell, and is not particularly limited. However, from the viewpoint of reducing the weight of the assembled battery itself, for example, a thin metal or synthetic resin container is preferable. Can be used.
On the upper surface of the container 50, a positive electrode terminal 60 that is electrically connected to the positive electrode of the wound electrode body 80 and a negative electrode terminal 62 that is electrically connected to the negative electrode of the wound electrode body 80 are provided. And between the adjacent unit cells 20, the positive electrode terminal 60 of one unit cell 20 and the negative electrode terminal 62 of the other unit cell 20 are electrically connected by a connector 64. In this way, by connecting the unit cells 20 in series electrically, the assembled battery 10 having a desired voltage is constructed (manufactured).

本実施形態の単電池20は、所定方向に配列され且つ該配列方向に荷重が加えられた状態で拘束されている。具体的には、複数の単電池20は、各単電池20の正極端子60および負極端子62が配列方向からみて交互に配置されるように一つづつ反転させて配置されており、容器50の側壁52(容器50の幅広面、すなわち容器50内に収容される後述の捲回電極体80の扁平面に対応する面)が対向する方向に配列される。   The unit cells 20 of this embodiment are constrained in a state where they are arranged in a predetermined direction and a load is applied in the arrangement direction. Specifically, the plurality of single cells 20 are arranged one by one so that the positive terminals 60 and the negative terminals 62 of each single cell 20 are alternately arranged as viewed from the arrangement direction. The side walls 52 (the wide surface of the container 50, that is, the surface corresponding to the flat surface of a wound electrode body 80 described later housed in the container 50) are arranged in the facing direction.

上記のように配列された単電池20において、隣り合う単電池20間の少なくとも一箇所にスペーサ40が挟み込まれて(介装されて)いる。図1に示す例では、隣接する各単電池20の間にそれぞれスペーサ40が配置され、さらに単電池配列方向の最も外側(両端)に位置する単電池20の外側にもスペーサ40が配置されている。   In the unit cells 20 arranged as described above, a spacer 40 is sandwiched (interposed) at least at one location between the adjacent unit cells 20. In the example shown in FIG. 1, spacers 40 are arranged between adjacent unit cells 20, and spacers 40 are also arranged outside the unit cells 20 located on the outermost side (both ends) in the unit cell arrangement direction. Yes.

このように交互に配列された複数の単電池20およびスペーサ40の周囲に、これらをまとめて拘束する拘束部材が配備される。すなわち、単電池配列方向の両アウトサイドに配置されたスペーサ40のさらに外側には一対の拘束板70A,70Bが配置される。また、当該一対の拘束板70A,70Bを架橋するように締付け用ビーム材72が取り付けられる。そして、ビーム材72の端部をビス74により拘束板70A,70Bに締め付け且つ固定することによって、上記単電池20(およびスペーサ40)をその配列方向に所定の荷重(例えば容器側壁52が受ける面圧が2×10〜5×10Pa程度)が加わるように拘束することができる。ビーム材72の締め付け具合に応じたレベルで、締め付け方向(すなわち配列方向)への拘束荷重(面圧)が各単電池20の容器側壁52に加えられる。 A constraining member that constrains them together is disposed around the plurality of cells 20 and the spacers 40 that are alternately arranged in this manner. That is, a pair of restraining plates 70A and 70B are arranged on the outer side of the spacer 40 arranged on both outsides in the unit cell arrangement direction. Further, a fastening beam member 72 is attached so as to bridge the pair of restraining plates 70A and 70B. Then, by tightening and fixing the end of the beam member 72 to the restraining plates 70A and 70B with screws 74, the unit cell 20 (and the spacer 40) is subjected to a predetermined load (for example, the surface that the container side wall 52 receives). The pressure can be constrained so that a pressure of about 2 × 10 6 to 5 × 10 6 Pa is applied. A restraining load (surface pressure) in the tightening direction (that is, the arrangement direction) is applied to the container side wall 52 of each unit cell 20 at a level corresponding to the tightening degree of the beam material 72.

ここで、本実施形態のスペーサ40は、隣接する単電池20の少なくとも一方に接触(典型的には、少なくともの容器側壁52において接触)する接触部42と、いずれの単電池20にも接触せず面状(板状)に広がる非接触部44とを備える。このスペーサ40の平面形状(図2の左側からみた形状)は容器側壁52とほぼ同じ長方形状であって、その長方形の外周部が接触部42、該接触部に囲まれた中央部が非接触部44となるように構成されている。   Here, the spacer 40 of the present embodiment is in contact with at least one of the adjacent unit cells 20 (typically, at least at the container side wall 52) and any unit cell 20. And a non-contact portion 44 that spreads in a plane shape (plate shape). The planar shape of the spacer 40 (as viewed from the left side in FIG. 2) is almost the same rectangular shape as the container side wall 52, and the outer peripheral portion of the rectangle is the contact portion 42, and the central portion surrounded by the contact portion is non-contact. The portion 44 is configured.

より詳しくは、スペーサ40の一方の面(図2では左側の面)には、スペーサ40の平面形状における上辺および下辺から少し離れた箇所に、これら上辺および下辺と平行に単電池20の横方向(捲回電極体80の捲回軸方向)に延びる二本の直線状の凸部が形成されている。また、スペーサ40の他方の面(図2では右側の面)には、スペーサ40の平面形状における外周に沿って環状の凸部が形成されている。スペーサ40の接触部42のうち、一方の面には凸部がなく他方の面のみに凸部が形成されている部分は、該他方の面側(右側)の単電池20には接触するが、一方の面側(左側)の単電池20からは離れた鍔部422となっている。また、一方の面に形成された凸部と他方の面に形成された凸部とが平面方向からみて重複する部分は、上述のように拘束された組電池10において両側の単電池20に密接し、これら単電池20の容器側面52に押圧力を加える押圧部424となっている。   More specifically, on one surface of the spacer 40 (the left surface in FIG. 2), the lateral direction of the unit cell 20 is parallel to the upper and lower sides at a position slightly away from the upper and lower sides in the planar shape of the spacer 40. Two linear convex portions extending in the direction of the winding axis of the wound electrode body 80 are formed. In addition, an annular convex portion is formed on the other surface of the spacer 40 (the right surface in FIG. 2) along the outer periphery of the planar shape of the spacer 40. Of the contact portion 42 of the spacer 40, a portion where there is no protrusion on one surface and a protrusion is formed only on the other surface is in contact with the unit cell 20 on the other surface side (right side). The flange 422 is separated from the unit cell 20 on one surface side (left side). In addition, a portion where the convex portion formed on one surface and the convex portion formed on the other surface overlap as viewed from the plane direction is close to the unit cells 20 on both sides in the assembled battery 10 constrained as described above. The pressing portion 424 applies a pressing force to the container side surface 52 of the unit cells 20.

スペーサ40の非接触部44には複数の貫通孔46が設けられている。該貫通孔46の開口形状は、丸みを帯びた形状(円形、楕円形、長円形等の形状)であってもよく、角ばった形状(例えば正方形、長方形、菱形等の四角形状、好ましくは正三角形、正方形、正六角形等の正多角形状)であってもよい。あるいは、スリット状の貫通孔であってもよい。図5に示すような円形状または六角形以上の多角形状の開口形状を有する貫通孔46が好ましい。各貫通孔の形状およびサイズは同一であっても異なってもよい。形状およびサイズが同一の貫通孔が少なくとも所定の領域(例えば、非接触部44の面積のうち中央部を含む50%以上の範囲)に設けられていることが好ましい。本実施形態では、同一形状および同一サイズの円形状の貫通孔46が、非接触部44のほぼ全面積にわたって、縦横に一定の間隔(ピッチ)で配列されている。   The non-contact part 44 of the spacer 40 is provided with a plurality of through holes 46. The opening shape of the through-hole 46 may be a rounded shape (a shape such as a circle, an ellipse, or an oval), or a square shape (for example, a square shape such as a square, a rectangle, or a rhombus, preferably a regular shape). It may be a regular polygonal shape such as a triangle, a square, or a regular hexagon. Alternatively, it may be a slit-shaped through hole. A through hole 46 having a circular or hexagonal or more polygonal opening shape as shown in FIG. 5 is preferable. The shape and size of each through hole may be the same or different. It is preferable that through holes having the same shape and size are provided in at least a predetermined region (for example, a range of 50% or more including the central portion of the area of the non-contact portion 44). In the present embodiment, circular through holes 46 having the same shape and the same size are arranged at regular intervals (pitch) vertically and horizontally over substantially the entire area of the non-contact portion 44.

この非接触部(孔あき板部)44は、上述のように一方の面側の凸部および他方の面側の凸部を有する接触部42によって、両側にある単電池20の対向する側面52との間のそれぞれに、貫通孔46に連通する空隙を隔てて配置されている。
すなわち、非接触部44の一方の面側(図2の左側)には、該非接触部44の左側にある単電池20の側面52との間に、押圧部424によって上下端を区画された帯状の空隙49が形成されている。この空隙49の横方向(図2の紙面方向)の両端は外部に開放されており、ここに冷却用媒体(典型的には空気)を流通させることによって単電池20からの熱を効率よく放散させることができる。
また、非接触部44の他方の面側(図2の右側)には、該非接触部44の右側にある単電池20の側面52との間に長方形板状(層状)の空隙47が形成されている。この空隙47の外周は上述した他方の面側への凸部によって区画されており、これにより空隙47は貫通孔46以外の部分では外部から閉じた空間となっている。好ましくは、貫通孔46および空隙47,49の内部はいずれも外気(典型的には空気)で満たされている。
As described above, the non-contact portion (perforated plate portion) 44 is formed by the contact portion 42 having the convex portion on one surface side and the convex portion on the other surface side. Are spaced apart from each other by a gap communicating with the through hole 46.
That is, on one surface side (the left side in FIG. 2) of the non-contact portion 44, a belt-like shape having upper and lower ends partitioned by the pressing portion 424 between the non-contact portion 44 and the side surface 52 of the unit cell 20 on the left side of the non-contact portion 44. An air gap 49 is formed. Both ends of the air gap 49 in the lateral direction (paper surface direction in FIG. 2) are open to the outside, and heat from the unit cell 20 is efficiently dissipated by circulating a cooling medium (typically air) here. Can be made.
Further, on the other surface side (the right side in FIG. 2) of the non-contact portion 44, a rectangular plate-like (layered) gap 47 is formed between the side surface 52 of the unit cell 20 on the right side of the non-contact portion 44. ing. The outer periphery of the gap 47 is partitioned by the convex portion toward the other surface described above, so that the gap 47 is a space closed from the outside except for the through hole 46. Preferably, both the through hole 46 and the gaps 47 and 49 are filled with outside air (typically air).

かかる構成の組電池10によると、該組電池10を構成する単電池20から生じたノイズを次のようにして吸収(吸音)することができる。すなわち、図2においてスペーサ40の左側に配置された単電池20から生じたノイズは、該単電池20の側面52から空隙49へと伝わり、該空隙49を隔てて側面52に対向配置された非接触部44の貫通孔46を通過して、その背面に設けられた空隙(典型的には空気層)47に入る。このとき、貫通孔46および空隙47により形成された孔あき板吸音構造によって上記左側の単電池20からのノイズが吸音される。これにより組電池10の外部に漏れるノイズを低減することができる。特に、本実施形態のように空隙49を外部に開放された冷媒通路として利用する形態では単電池20からのノイズが側面52から空隙49を通じて組電池10の外部に漏れやすいところ、上記のような吸音構造を設けることによって、組電池10の外部で観測されるノイズを効果的に低減することができる。   According to the assembled battery 10 having such a configuration, noise generated from the unit cells 20 constituting the assembled battery 10 can be absorbed (sound absorption) as follows. That is, the noise generated from the unit cell 20 arranged on the left side of the spacer 40 in FIG. 2 is transmitted from the side surface 52 of the unit cell 20 to the gap 49, and is separated from the side surface 52 across the gap 49. It passes through the through hole 46 of the contact portion 44 and enters a gap (typically an air layer) 47 provided on the back surface thereof. At this time, the noise from the left unit cell 20 is absorbed by the perforated plate sound absorbing structure formed by the through hole 46 and the gap 47. Thereby, the noise which leaks outside the assembled battery 10 can be reduced. In particular, in the embodiment in which the gap 49 is used as a refrigerant passage opened to the outside as in the present embodiment, noise from the unit cell 20 tends to leak from the side surface 52 through the gap 49 to the outside of the assembled battery 10. By providing the sound absorbing structure, noise observed outside the assembled battery 10 can be effectively reduced.

単電池20から生じるノイズの周波数が予測できる場合(換言すれば、主として特定の周波数のノイズを低減しようとする場合)には、その周波数に対応する固有振動数の孔あき板吸音構造が形成されるように非接触部44および空隙47のサイズを設定することにより、該ノイズを特に効率よく吸音することができる。すなわち、貫通孔46の開口形状が円形状である場合を例として図5を参照しつつ説明すれば、孔あき板吸音構造(貫通孔46および空隙47により形成された空間)の固有振動数fは一般に下記式(1)により表される。 When the frequency of noise generated from the unit cell 20 can be predicted (in other words, mainly when reducing noise at a specific frequency), a perforated plate sound absorbing structure having a natural frequency corresponding to the frequency is formed. By setting the sizes of the non-contact portion 44 and the gap 47 so that the noise can be absorbed particularly efficiently. In other words, the case where the opening shape of the through hole 46 is a circular shape will be described with reference to FIG. 5 as an example, and the natural frequency f of the perforated plate sound absorbing structure (the space formed by the through hole 46 and the gap 47). 0 is generally represented by the following formula (1).

Figure 2008282648
Figure 2008282648

ここで、上記式中のdは貫通孔46の直径を示し、Dは貫通孔46のピッチを、tは非接触部44の板厚を、Lはこの非接触部44の背面に形成された空隙(空気層)47の厚さをそれぞれ表している(図5参照)。また、式中のPは非接触部44における開口率であって、ここに示す例では次式:P=(πd/4D);により求められる。なお、式中のcは音速を表す。 Here, d in the above formula represents the diameter of the through hole 46, D represents the pitch of the through hole 46, t represents the thickness of the non-contact portion 44, and L represents the back surface of the non-contact portion 44. The thickness of the space | gap (air layer) 47 is each represented (refer FIG. 5). Further, P in the equation is an aperture ratio in the non-contact portion 44, and in the example shown here, is obtained by the following equation: P = (πd 2 / 4D 2 ); Note that c in the equation represents the speed of sound.

したがって、上記固有振動数fを予測されるノイズの周波数fに合わせるように非接触部44の形状(開口率(貫通孔46の直径およびピッチ)、非接触部44の板厚)ならびに空隙47の厚さを設定するとよい。単電池40からのノイズ(入力ノイズ)の周波数fと固有振動数fとが一致すると、貫通孔46および空隙47内の空気が激しく振動して熱に変換され、これにより上記ノイズが顕著に低減(吸音)される。 Therefore, the shape of the non-contact portion 44 (opening ratio (diameter and pitch of the through-hole 46 and the plate thickness of the non-contact portion 44)) and the air gap 47 are set so that the natural frequency f 0 matches the predicted frequency f of noise. It is good to set the thickness. When the frequency f of the noise (input noise) from the unit cell 40 matches the natural frequency f 0 , the air in the through hole 46 and the gap 47 is vibrated vigorously and converted to heat. Reduced (absorbed).

上記構成の組電池10は、例えば公知のスイッチング回路に電気的に接続された態様で、該組電池10および図示しないスイッチング回路を含む電源システム(例えば、自動車等の車両に搭載される電源システム)の一構成要素として使用され得る。かかる使用態様において、上記スイッチング回路を介して流れる充放電電流のリップルに起因する(例えば、該リップルに応答した単電池の膨張・収縮により生じる)ノイズを低減する場合には、該スイッチング回路の動作周波数に合わせた固有振動数fの孔あき板吸音構造が形成されるようにスペーサ40の形状(非接触部44および空隙47の各部のサイズ)を設定することにより、優れたノイズ低減効果を実現することができる。上記形状設定の具体的な一例を挙げれば、スイッチング回路の動作周波数が10kHzである場合には、上記式(1)中のdが1.6mm、Dが5mm、tが1mm、Lが1mmとなるように非接触部44および空隙47の形状(サイズ)を設定することにより、固有振動数fが10kHzの孔あき板吸音構造を形成することができ、これにより当該周波数のノイズを効率よく吸音することができる。
なお、ここで例示した以外の(例えば、貫通孔の開口形状や配列が異なる)孔あき板吸音構造についても、公知技術により固有振動数を求めることができ、それに合わせて組電池の構成(各部のサイズ等)を設計することができる。
The assembled battery 10 having the above-described configuration is, for example, a power system including the assembled battery 10 and a switching circuit (not shown) in a form electrically connected to a known switching circuit (for example, a power system mounted on a vehicle such as an automobile). As a component. In such a usage mode, when noise caused by the ripple of the charge / discharge current flowing through the switching circuit (for example, caused by expansion / contraction of the unit cell in response to the ripple) is reduced, the operation of the switching circuit is performed. By setting the shape of the spacer 40 (the size of each part of the non-contact part 44 and the gap 47) so that a perforated plate sound absorbing structure with a natural frequency f 0 matched to the frequency is formed, an excellent noise reduction effect can be obtained. Can be realized. As a specific example of the shape setting, when the operating frequency of the switching circuit is 10 kHz, d in the above formula (1) is 1.6 mm, D is 5 mm, t is 1 mm, and L is 1 mm. By setting the shapes (sizes) of the non-contact part 44 and the gap 47 so that a perforated plate sound absorbing structure with a natural frequency f 0 of 10 kHz can be formed, noise of the frequency can be efficiently generated. Can absorb sound.
For the perforated plate sound absorption structure other than those exemplified here (for example, the opening shape and arrangement of the through holes are different), the natural frequency can be obtained by a known technique, and the configuration of each assembled battery (each part) Size etc.) can be designed.

続いて本実施形態で使用され得る単電池20の構成および単電池20を構成する各材料等について詳述する。本実施形態に係る組電池10は、充放電可能な二次電池を単電池20とし、そのような単電池20を複数個直列に接続して成る組電池10であればよく、単電池20の構成は特に制限されない。ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ等が本発明の実施に好適な単電池の構成として挙げられる。特に本発明の実施に好適な単電池の構成はリチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は高エネルギー密度で高出力を実現できる二次電池であるため、高性能な組電池、特に車両搭載用組電池(電池モジュール)を構築することができる。
また、上述したように単電池20は正極および負極を備える電極体80と、該電極体80および電解質を収容する容器50とを備える(図2参照)。
Next, the configuration of the unit cell 20 that can be used in the present embodiment, each material constituting the unit cell 20 and the like will be described in detail. The battery pack 10 according to the present embodiment may be a battery pack 10 in which a rechargeable secondary battery is a single battery 20 and a plurality of such single batteries 20 are connected in series. The configuration is not particularly limited. A nickel-metal hydride battery, an electric double layer capacitor, etc. are mentioned as a structure of the cell suitable for implementation of this invention. In particular, the configuration of the unit cell suitable for the implementation of the present invention is a lithium ion battery. Since the lithium ion battery is a secondary battery that can achieve high output at a high energy density, a high-performance assembled battery, in particular, an assembled battery for a vehicle (battery module) can be constructed.
As described above, the unit cell 20 includes the electrode body 80 including the positive electrode and the negative electrode, and the container 50 that stores the electrode body 80 and the electrolyte (see FIG. 2).

まず、容器50の構成について説明すると、容器50の材質は従来の単電池で使用されるものと同じであればよく特に制限はないが、通常は比較的軽量な材質が好ましく用いられる。例えば、好ましくは表面に絶縁用樹脂コーティングが施されているような金属製容器、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂その他の合成樹脂製容器が好適である。あるいは、電池の外装体として従来使用されている樹脂フィルム製容器、例えば高融点樹脂(例えばポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド系樹脂)から構成された外面(保護)層と、金属箔(例えばアルミニウム、スチール)から構成されたバリア層(すなわちガスや水分を遮断し得る層)と、熱融着性樹脂(比較的低融点である樹脂、例えばエチレンビニルアセテート、あるいはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂)から構成された接着層との三層構造から成るラミネートフィルム製の容器であってもよい。なお、本実施形態ではポリプロピレン製の容器50を使用している。   First, the configuration of the container 50 will be described. The material of the container 50 is not particularly limited as long as it is the same as that used in the conventional unit cell, but usually a relatively light material is preferably used. For example, a metal container whose surface is preferably coated with an insulating resin coating, a polyolefin resin such as polypropylene, and other synthetic resin containers are suitable. Alternatively, a resin film container conventionally used as a battery exterior body, for example, an outer surface (protection) layer composed of a high melting point resin (for example, polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene, polyamide-based resin) and a metal foil (for example, A barrier layer composed of aluminum and steel (that is, a layer capable of blocking gas and moisture) and a heat-fusible resin (a resin having a relatively low melting point, for example, ethylene vinyl acetate, polyolefins such as polyethylene and polypropylene) It may be a laminate film container having a three-layer structure with an adhesive layer made of a resin. In the present embodiment, a polypropylene container 50 is used.

次に、図6を参照しながら、容器50内に収容される捲回電極体80の構成について詳述する。本実施形態に係る捲回電極体80は、通常のリチウムイオン電池の捲回電極体と同様、シート状正極82(以下「正極シート82」という。)とシート状負極84(以下「負極シート84」という。)を二枚のシート状セパレータ86(以下「セパレータシート86」という。)と共に積層し、さらに当該正極シート82と負極シート84とをややずらしつつ捲回し、次いで得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって作製される扁平形状の捲回電極体80である。   Next, the configuration of the wound electrode body 80 accommodated in the container 50 will be described in detail with reference to FIG. The wound electrode body 80 according to the present embodiment has a sheet-like positive electrode 82 (hereinafter referred to as “positive electrode sheet 82”) and a sheet-like negative electrode 84 (hereinafter referred to as “negative electrode sheet 84”), similarly to a wound electrode body of a normal lithium ion battery. Is laminated with two sheet-like separators 86 (hereinafter referred to as “separator sheet 86”), and the positive electrode sheet 82 and the negative electrode sheet 84 are wound while being slightly shifted, and then the obtained wound body is obtained. This is a flat wound electrode body 80 produced by crushing and ablating from the lateral direction.

図6に示すように、かかる捲回電極体80の捲回方向に対する横方向(捲回軸方向)において、上記のとおりにややずらしつつ捲回された結果として、正極シート82および負極シート84の端の一部がそれぞれ捲回コア部分81(すなわち正極シート82の正極活物質層形成部分と負極シート84の負極活物質層形成部分とセパレータシート86とが密に捲回された部分)から外方にはみ出している。かかる正極側はみ出し部分(すなわち正極活物質層の非形成部分)82Aおよび負極側はみ出し部分(すなわち負極活物質層の非形成部分)84Aには、正極リード端子82Bおよび負極リード端子84Bがそれぞれ付設されている。これらのリード端子82B,84Bがそれぞれ上述の正極端子60および負極端子62と電気的に接続される。   As shown in FIG. 6, in the lateral direction (winding axis direction) of the wound electrode body 80 with respect to the winding direction, the positive electrode sheet 82 and the negative electrode sheet 84 are wound as described above while being slightly shifted as described above. Part of the end is outside the wound core portion 81 (that is, the portion where the positive electrode active material layer forming portion of the positive electrode sheet 82, the negative electrode active material layer forming portion of the negative electrode sheet 84 and the separator sheet 86 are closely wound). It sticks out toward you. A positive electrode lead terminal 82B and a negative electrode lead terminal 84B are attached to the protruding portion (that is, the non-formed portion of the positive electrode active material layer) 82A and the protruding portion of the negative electrode side (that is, the non-formed portion of the negative electrode active material layer) 84A, respectively. ing. These lead terminals 82B and 84B are electrically connected to the positive terminal 60 and the negative terminal 62, respectively.

なお、かかる捲回電極体80を構成する材料および部材自体は従来のリチウムイオン電池の電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば、正極シート82は長尺状の正極集電体の上にリチウムイオン電池用正極活物質層が付与されて形成され得る。正極集電体にはアルミニウム箔(本実施形態)その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。正極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、LiMn、LiCoO、LiNiO等が挙げられる。例えば、長さ2m〜4m(例えば2.7m)、幅8cm〜12cm(例えば10cm)、厚さ5μm〜20μm(例えば15μm)程度のアルミニウム箔を集電体として使用し、その表面の所定領域に常法によってニッケル酸リチウムを主体とするリチウムイオン電池用正極活物質層(例えばニッケル酸リチウム88質量%、アセチレンブラック10質量%、ポリテトラフルオロエチレン1質量%、カルボキシメチルセルロース1質量%)を形成することによって好適な正極シート82が得られる。 In addition, the material and member itself which comprise this winding electrode body 80 may be the same as that of the electrode body of the conventional lithium ion battery, and there is no restriction | limiting in particular. For example, the positive electrode sheet 82 can be formed by applying a positive electrode active material layer for a lithium ion battery on a long positive electrode current collector. For the positive electrode current collector, an aluminum foil (this embodiment) or other metal foil suitable for the positive electrode is preferably used. As the positive electrode active material, one or more of materials conventionally used in lithium ion batteries can be used without any particular limitation. Preferable examples include LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiNiO 2 and the like. For example, an aluminum foil having a length of 2 m to 4 m (for example, 2.7 m), a width of 8 cm to 12 cm (for example, 10 cm), and a thickness of about 5 μm to 20 μm (for example, 15 μm) is used as a current collector. A positive electrode active material layer for lithium ion batteries mainly composed of lithium nickelate is formed by a conventional method (for example, lithium nickelate 88% by mass, acetylene black 10% by mass, polytetrafluoroethylene 1% by mass, carboxymethylcellulose 1% by mass). Thus, a suitable positive electrode sheet 82 is obtained.

一方、負極シート84は長尺状の負極集電体の上にリチウムイオン電池用負極活物質層が付与されて形成され得る。負極集電体には銅箔(本実施形態)その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。負極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム含有遷移金属酸化物や遷移金属窒化物等が挙げられる。例えば、長さ2m〜4m(例えば2.9m)、幅8cm〜12cm(例えば10cm)、厚さ5μm〜20μm(例えば10μm)程度の銅箔を使用し、その表面の所定領域に常法によって黒鉛を主体とするリチウムイオン電池用負極活物質層(例えば黒鉛98質量%、スチレンブタジエンラバー1質量%、カルボキシメチルセルロース1質量%)を形成することによって好適な負極シート84が得られる。   On the other hand, the negative electrode sheet 84 may be formed by applying a negative electrode active material layer for a lithium ion battery on a long negative electrode current collector. For the negative electrode current collector, a copper foil (this embodiment) or other metal foil suitable for the negative electrode is preferably used. As the negative electrode active material, one or more of materials conventionally used in lithium ion batteries can be used without any particular limitation. Preferable examples include carbon-based materials such as graphite carbon and amorphous carbon, lithium-containing transition metal oxides and transition metal nitrides. For example, a copper foil having a length of 2 m to 4 m (for example, 2.9 m), a width of 8 cm to 12 cm (for example, 10 cm), and a thickness of about 5 μm to 20 μm (for example, 10 μm) is used. A suitable negative electrode sheet 84 is obtained by forming a negative electrode active material layer (for example, 98% by mass of graphite, 1% by mass of styrene butadiene rubber, and 1% by mass of carboxymethyl cellulose) for lithium ion batteries.

また、正負極シート82,84間に使用される好適なセパレータシート86としては多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。例えば、長さ2m〜4m(例えば3.1m)、幅8cm〜12cm(例えば11cm)、厚さ5μm〜30μm(例えば25μm)程度の合成樹脂製(例えばポリエチレン等のポリオレフィン製)多孔質セパレータシートが好適に使用し得る。なお、電解質として固体電解質若しくはゲル状電解質を使用する場合には、セパレータが不要な場合(すなわちこの場合には電解質自体がセパレータとして機能し得る。)があり得る。
なお、単電池の容器内に収容する電極体は上記捲回タイプに限定されない。例えば正極シートと負極シートをセパレータ(あるいはセパレータとしても機能し得る固体またはゲル状電解質)と共に交互に積層して成る積層タイプの電極体であってもよい。
Moreover, as a suitable separator sheet 86 used between the positive / negative electrode sheets 82 and 84, the thing comprised by the porous polyolefin-type resin is mentioned. For example, a porous separator sheet made of a synthetic resin (for example, made of polyolefin such as polyethylene) having a length of 2 m to 4 m (for example, 3.1 m), a width of 8 cm to 12 cm (for example, 11 cm), and a thickness of about 5 μm to 30 μm (for example, 25 μm). It can be preferably used. When a solid electrolyte or a gel electrolyte is used as the electrolyte, a separator may not be necessary (that is, in this case, the electrolyte itself can function as a separator).
In addition, the electrode body accommodated in the container of a cell is not limited to the said winding type. For example, a laminate type electrode body in which positive electrode sheets and negative electrode sheets are alternately laminated together with a separator (or a solid or gel electrolyte that can also function as a separator) may be used.

続いて、上記捲回電極体80と共に容器50内に収容される電解質の構成について説明する。本実施形態の電解質は例えばLiPF等のリチウム塩である。本実施形態では、適当量(例えば濃度1M)のLiPF等のリチウム塩をジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒(例えば質量比1:1)のような非水電解液に溶解して電解液として使用している。容器50に捲回電極体80を収容するとともに上記電解液を注入して封止することによって本実施形態の単電池20は構築される。そして、単電池20を所定の方向に配列し、当該単電池20およびスペーサ40をその配列方向に拘束することによって本実施形態の組電池10は構築される。 Then, the structure of the electrolyte accommodated in the container 50 with the said winding electrode body 80 is demonstrated. The electrolyte of this embodiment is a lithium salt such as LiPF 6 . In the present embodiment, an appropriate amount (for example, concentration 1M) of a lithium salt such as LiPF 6 is dissolved in a nonaqueous electrolytic solution such as a mixed solvent of diethyl carbonate and ethylene carbonate (for example, a mass ratio of 1: 1) to prepare an electrolytic solution. It is used as The unit cell 20 of this embodiment is constructed by housing the wound electrode body 80 in the container 50 and injecting and sealing the electrolyte. And the assembled battery 10 of this embodiment is constructed | assembled by arranging the cell 20 in a predetermined direction and restraining the cell 20 and the spacer 40 in the arrangement direction.

上述した実施形態では、隣接する単電池20の間に配置されるスペーサ40を利用して単電池20から生じるノイズを低減(吸音)するとともに、該スペーサ40により冷媒通路を構成している。したがって、部品点数の増加および組電池10の体格の大型化を抑えつつ、このスペーサ40によって該組電池10のノイズを低減する効果および放熱性を高める効果を実現することができる。
なお、スペーサ40の構成材料としては、加工性等の観点から各種の合成樹脂を好ましく採用することができる。軽量で硬質の合成樹脂を用いることが好ましく、例えばポリプロピレン製のスペーサ40を好ましく用いることができる。また、放熱性等の観点から、熱伝導性の良い金属製のスペーサ40も好ましく使用し得る。
In the above-described embodiment, noise generated from the single cells 20 is reduced (sound absorption) using the spacers 40 arranged between the adjacent single cells 20, and the refrigerant passage is configured by the spacers 40. Therefore, the effect of reducing the noise of the assembled battery 10 and the effect of improving heat dissipation can be realized by the spacer 40 while suppressing the increase in the number of parts and the size of the assembled battery 10.
In addition, as a constituent material of the spacer 40, various synthetic resins can be preferably employed from the viewpoint of workability and the like. It is preferable to use a light and hard synthetic resin. For example, a spacer 40 made of polypropylene can be preferably used. In addition, from the viewpoint of heat dissipation and the like, a metal spacer 40 with good thermal conductivity can be preferably used.

また、上記では貫通孔46の背面に設けられた空隙47が貫通孔46以外の部分では閉じている例につき説明したが、この空隙47が反対側の空隙49と同様に外部に開放されていてもよい。これにより、空隙47を吸音用の空間(空気層)としてのみならず冷媒通路としても機能させることができるので、単電池20から放散される熱をより効率よく放散させることができる。また、上記では非接触部44の左側に位置する単電池20から生じるノイズが該非接触部44およびその背面(右側)にある空隙47により吸音される様子につき詳しく説明したが、同様にして、非接触部44の右側に位置する単電池20から生じるノイズを該非接触部44およびその背面(左側)にある空隙49により(すなわち、非接触部44およびその背面にある空隙49により形成される孔あき板吸音構造を利用して)吸音することができる。なお、吸音特性を高める(特に、特定の周波数のノイズを効率よく吸音する)という観点からは、貫通孔46および該貫通孔46以外の部分は閉じた形態の空隙によって孔あき板吸音構造を形成するほうが有利である。   In the above description, the gap 47 provided on the back surface of the through hole 46 is closed at a portion other than the through hole 46. However, the gap 47 is open to the outside like the opposite gap 49. Also good. Thereby, since the space | gap 47 can be functioned not only as a space for sound absorption (air layer) but as a refrigerant path, the heat dissipated from the cell 20 can be dissipated more efficiently. In the above description, the noise generated from the unit cell 20 located on the left side of the non-contact part 44 is described in detail with respect to the noise absorption by the non-contact part 44 and the gap 47 on the back surface (right side). Noise generated from the unit cell 20 located on the right side of the contact portion 44 is generated by the non-contact portion 44 and the gap 49 on the back surface (left side) (that is, the non-contact portion 44 and the void 49 formed on the back surface thereof. Sound absorption is possible (using a board sound absorbing structure). From the viewpoint of enhancing sound absorption characteristics (especially efficiently absorbing noise of a specific frequency), a perforated plate sound absorbing structure is formed by the closed hole in the through hole 46 and the part other than the through hole 46. It is more advantageous to do so.

本実施形態に係る組電池10は、特に自動車等の車両に搭載されるモータ(電動機)用電源として好適に使用し得る。したがって本発明によると、図7に模式的に示されるように、かかる組電池10を電源として備える車両(典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車等のような電動機を備える自動車)1を提供することができる。   The assembled battery 10 according to the present embodiment can be suitably used as a power source for a motor (electric motor) mounted on a vehicle such as an automobile. Therefore, according to the present invention, as schematically shown in FIG. 7, a vehicle (typically, an electric motor such as an automobile, particularly a hybrid automobile, an electric automobile, a fuel cell automobile, etc.) provided with the assembled battery 10 as a power source. Automobile) 1 can be provided.

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん種々の改変が可能である。
例えば、上記実施形態ではスペーサ40を平面方向からみた外周部を接触部42とし、その内側(中央部)の長方形状の領域全体を非接触部44として構成したが、接触部および非接触部の配置はこれに限定されない。例えば図3に示すように、スペーサ40の外周部に設けられた接触部42に加えて(あるいは該外周部の接触部に代えて)、スペーサ40の中央部に点状(柱状)または線状(畝状)の凸部426が設けられていてもよい。この凸部426は、いずれか一方の単電池20のみに接触するように構成されてもよく、図3に示すように両側の単電池20の側壁52に接触(密接)する押圧部として機能するように構成されてもよい。線状の凸部426によって空隙47および/または空隙49が複数の部分に分割されて(仕切られて)いてもよい。
また、上記実施形態ではスペーサ40の厚み方向の両側に接触部42を張り出させる(凸形状とする)ことによって該非接触部44の両側に空隙47および空隙49を形成したが、非接触部44をその両側に配置された単電池20の側面52から隔てる態様はこれに限定されず、例えば図4に示すように、非接触部44の右側に位置する単電池20の側面52に凸部522を形成することによって非接触部44と単電池20(凸部522以外の部分の側面52)との間に空隙47が形成されるようにしてもよい。この凸部522の高さによって空隙47の厚さを調節することができる。
As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, such description is not a limitation, and various modifications can be made.
For example, in the above embodiment, the outer peripheral portion of the spacer 40 viewed from the plane direction is the contact portion 42, and the entire rectangular region inside (the center portion) is configured as the non-contact portion 44. The arrangement is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, in addition to the contact portion 42 provided on the outer peripheral portion of the spacer 40 (or in place of the contact portion of the outer peripheral portion), a dot-like (columnar) or linear shape is formed in the central portion of the spacer 40. A (ridge-shaped) convex portion 426 may be provided. The convex portion 426 may be configured to contact only one of the unit cells 20 and functions as a pressing unit that contacts (closely contacts) the side walls 52 of the unit cells 20 on both sides as shown in FIG. It may be configured as follows. The gap 47 and / or the gap 49 may be divided (partitioned) into a plurality of portions by the linear protrusions 426.
Further, in the above-described embodiment, the contact portions 42 are protruded on both sides of the spacer 40 in the thickness direction (projected shape) to form the gap 47 and the gap 49 on both sides of the non-contact portion 44. Is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 4, a convex portion 522 is formed on the side surface 52 of the unit cell 20 located on the right side of the non-contact portion 44. A gap 47 may be formed between the non-contact part 44 and the single battery 20 (side surface 52 of the part other than the convex part 522). The thickness of the gap 47 can be adjusted by the height of the convex portion 522.

また、ここに開示される組電池を例えば自動車等の車両に搭載する場合、より多くの単電池が直列に接続され得ると共に、組電池の主要部(単電池群等)を保護するための外装カバー、車両の所定部位に当該組電池を固定するための部品、複数の組電池(電池モジュール)を相互に連結するための部品等が装備され得るが、このような装備の有無は本発明の技術的範囲を左右するものではない。また、単電池の種類は上述したリチウムイオン電池に限られず、電極体構成材料や電解質が異なる種々の電池、例えばリチウム金属やリチウム合金を負極とするリチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、あるいは電気二重層キャパシタであってもよい。   In addition, when the assembled battery disclosed herein is mounted on a vehicle such as an automobile, more cells can be connected in series, and an exterior for protecting the main part of the assembled battery (unit cell group, etc.) A cover, a part for fixing the assembled battery to a predetermined part of the vehicle, a part for connecting a plurality of assembled batteries (battery modules) to each other can be provided. It does not affect the technical scope. In addition, the type of the unit cell is not limited to the above-described lithium ion battery, but various batteries having different electrode body constituent materials and electrolytes, for example, a lithium secondary battery having a negative electrode made of lithium metal or a lithium alloy, a nickel hydrogen battery, and a nickel cadmium battery. Alternatively, an electric double layer capacitor may be used.

本発明によれば、組電池を構成する単電池からノイズが生じても該組電池の外部に漏れるノイズを低減可能な組電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if noise arises from the single battery which comprises an assembled battery, the assembled battery which can reduce the noise which leaks to the exterior of this assembled battery can be provided.

一実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically an assembled battery concerning one embodiment. 一実施形態に係る組電池の一部を配列方向に沿って切断した断面を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the cross section which cut | disconnected a part of assembled battery which concerns on one Embodiment along the sequence direction. 他の実施形態に係る組電池の一部を配列方向に沿って切断した断面を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the cross section which cut | disconnected a part of assembled battery which concerns on other embodiment along the sequence direction. さらに他の実施形態に係る組電池の一部を配列方向に沿って切断した断面を模式的に示す断面図である。Furthermore, it is sectional drawing which shows typically the cross section which cut | disconnected a part of assembled battery which concerns on other embodiment along the sequence direction. 孔あき板吸音構造の構造例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structural example of a perforated board sound absorption structure. 捲回電極体の一例を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows typically an example of a wound electrode body. 本発明の組電池を備えた車両(自動車)を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the vehicle (automobile) provided with the assembled battery of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両(自動車)
10 組電池
20 単電池
40 スペーサ
42 接触部
44 非接触部(孔あき板部)
46 貫通孔
47 空隙(空気層)
49 空隙(冷媒通路)
50 容器
52 容器側壁(幅広面)
60 正極端子
62 負極端子
64 接続具
80 電極体
1 Vehicle (Automobile)
10 assembled battery 20 single cell 40 spacer 42 contact part 44 non-contact part (perforated plate part)
46 Through-hole 47 Air gap (air layer)
49 Air gap (refrigerant passage)
50 Container 52 Container side wall (wide surface)
60 positive electrode terminal 62 negative electrode terminal 64 connector 80 electrode body

Claims (5)

複数の充放電可能な単電池を所定方向に配列して構成された組電池であって、
隣り合う前記単電池の間にはスペーサが介装されており、
前記スペーサは、前記隣り合う単電池のうち少なくとも一方の単電池に接触する接触部と、いずれの単電池にも接触せず面状に広がる非接触部とを備え、
前記非接触部には複数の貫通孔が設けられており、
前記非接触部の両側には、前記単電池との間に、前記貫通孔に連通する空隙が形成されている、組電池。
An assembled battery configured by arranging a plurality of chargeable / dischargeable cells in a predetermined direction,
A spacer is interposed between the adjacent unit cells,
The spacer includes a contact portion that contacts at least one unit cell among the adjacent unit cells, and a non-contact portion that spreads in a planar shape without contacting any unit cell,
The non-contact portion is provided with a plurality of through holes,
An assembled battery in which a gap communicating with the through hole is formed on both sides of the non-contact portion between the single battery.
前記非接触部の少なくとも片側に形成された前記空隙は、外部に開放されて冷媒を流通可能な冷媒通路を構成している、請求項1に記載の組電池。   The assembled battery according to claim 1, wherein the gap formed on at least one side of the non-contact portion constitutes a refrigerant passage that is open to the outside and through which a refrigerant can flow. 前記非接触部およびその少なくとも片側に形成された前記空隙のサイズは、前記組電池に接続されるスイッチング回路の動作周波数に対応する固有振動数の孔あき板吸音構造を形成するように設定されている、請求項1または2に記載の組電池。   The non-contact portion and the size of the gap formed on at least one side thereof are set so as to form a perforated plate sound absorbing structure having a natural frequency corresponding to an operating frequency of a switching circuit connected to the assembled battery. The assembled battery according to claim 1 or 2. 前記単電池は扁平な箱型形状であって隣り合う前記単電池の幅広面が対向するように配列されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の組電池。   The assembled battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the unit cells are flat box-shaped and arranged so that the wide surfaces of the adjacent unit cells face each other. 請求項1から4のいずれか一項に記載の組電池を備える車両。   A vehicle comprising the assembled battery according to any one of claims 1 to 4.
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