JP2010097923A - Power storage device and vehicle - Google Patents
Power storage device and vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010097923A JP2010097923A JP2009076100A JP2009076100A JP2010097923A JP 2010097923 A JP2010097923 A JP 2010097923A JP 2009076100 A JP2009076100 A JP 2009076100A JP 2009076100 A JP2009076100 A JP 2009076100A JP 2010097923 A JP2010097923 A JP 2010097923A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power storage
- temperature
- storage device
- heat generation
- heating
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
Description
本発明は、蓄電装置に関し、特に蓄電装置の昇温構造に関する。 The present invention relates to a power storage device, and more particularly to a temperature rising structure of a power storage device.
リチウムイオン電池などの蓄電素子からなるバッテリを動力源として用いたハイブリッド自動車、電気自動車などが提案されている。ハイブリッド自動車は、モータと内燃機関とを動力機構として兼用した自動車であり、モータはバッテリから出力された電流によって駆動される。 There have been proposed hybrid vehicles, electric vehicles, and the like that use a battery including a storage element such as a lithium ion battery as a power source. A hybrid vehicle is a vehicle that combines a motor and an internal combustion engine as a power mechanism, and the motor is driven by a current output from a battery.
バッテリを構成する蓄電素子は、温度によって内部抵抗が変動する。図8は、リチウムイオン電池(蓄電素子)の電池温度と内部抵抗との関係を示した内部抵抗−温度特性図である。同図に示すように、内部抵抗及び電池温度には相関関係があり、電池温度が下がるほど内部抵抗が高くなる傾向がある。特に、極低温(例えば−30℃)領域では、リチウムイオン電池の内部抵抗値が極めて高くなる。 The internal resistance of the power storage element constituting the battery varies with temperature. FIG. 8 is an internal resistance-temperature characteristic diagram showing the relationship between the battery temperature and the internal resistance of a lithium ion battery (storage element). As shown in the figure, there is a correlation between the internal resistance and the battery temperature, and the internal resistance tends to increase as the battery temperature decreases. In particular, in the extremely low temperature (for example, −30 ° C.) region, the internal resistance value of the lithium ion battery becomes extremely high.
蓄電素子の内部抵抗が高くなると、入出力の電流値が制限される。このため、必要なバッテリ出力を得られなくなるおそれがある。また、車両の制動時に発生するエネルギを回生エネルギとしてバッテリに回収できなくなるおそれがある。この場合、車両のブレーキが、メカブレーキに切り替わるため、制動時のエネルギは熱エネルギとして失われ、エネルギ効率が低下する。 When the internal resistance of the power storage element increases, the input / output current value is limited. For this reason, there is a possibility that a necessary battery output cannot be obtained. Moreover, there is a possibility that the energy generated when the vehicle is braked cannot be collected in the battery as regenerative energy. In this case, since the brake of the vehicle is switched to the mechanical brake, the energy at the time of braking is lost as heat energy, and the energy efficiency is lowered.
そこで、蓄電素子の発電要素を昇温させる昇温手段が必要とされる。特許文献1は、複数の二次電池と、これらの二次電池を暖める加温プレートとを備えた車両用のバッテリ装置を開示する。
Therefore, a temperature raising means for raising the temperature of the power generation element of the power storage element is required.
複数の二次電池は、加温プレートの表面に接近して平行に並べて配設される。加温プレートは、絶縁基板と、この絶縁基板に固定されて互いに接続されてなる複数のヒータを備えており、複数の二次電池を収納するケースの外面に固定されている。バッテリ装置は、加温プレートのヒータに通電してジュール熱でヒータを加温し、各々のヒータの発熱で複数の二次電池を加熱している。 The plurality of secondary batteries are arranged in parallel in close proximity to the surface of the heating plate. The heating plate includes an insulating substrate and a plurality of heaters fixed to the insulating substrate and connected to each other, and is fixed to the outer surface of the case that houses the plurality of secondary batteries. The battery device energizes the heater of the heating plate to heat the heater with Joule heat, and heats a plurality of secondary batteries with the heat generated by each heater.
しかしながら、特許文献1の構成では、加温プレートと円筒型電池との間にケースが介在しているため、円筒型電池の内部に向けて加温プレートの熱が伝熱しにくい構造となっている。そのため、円筒型電池の内部に収容された発電要素を昇温させるのに適した構造ではなかった。
However, in the configuration of
そこで、本願発明は、蓄電素子の内部に収容された発電要素を早期に昇温させることを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to quickly raise the temperature of a power generation element housed inside a power storage element.
上記課題を解決するために、本願発明の蓄電装置は、(1)それぞれ正極端子及び負極端子を有する複数の蓄電素子と、これらの蓄電素子を直列に接続する複数の導電板と、前記複数の導電板のうち少なくとも一つの導電板に設けられる発熱体と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a power storage device according to the present invention includes (1) a plurality of power storage elements each having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, a plurality of conductive plates that connect these power storage elements in series, And a heating element provided on at least one of the conductive plates.
(2)(1)の構成において、前記正極端子は、前記負極端子よりも熱伝導率が高く、前記正極端子及び前記負極端子の径方向の断面積をそれぞれS1及びS2としたときに、S1>S2なる条件を満足するように構成するのが好ましい。 (2) In the configuration of (1), when the positive electrode terminal has higher thermal conductivity than the negative electrode terminal, and the cross-sectional areas in the radial direction of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are S1 and S2, respectively, S1 It is preferable to configure so as to satisfy the condition of> S2.
(2)の構成によれば、各蓄電素子の昇温速度のバラツキを抑制することができる。これにより、蓄電装置の寿命低下を抑制できる。 According to the configuration of (2), it is possible to suppress variations in the temperature increase rate of each power storage element. Thereby, the lifetime reduction of an electrical storage apparatus can be suppressed.
(3)(2)の構成において、前記正極端子としてアルミニウムを用いることができる。また、前記負極端子として銅を用いることができる。 (3) In the configuration of (2), aluminum can be used as the positive electrode terminal. Moreover, copper can be used as the negative electrode terminal.
(4)(1)〜(3)の構成において、前記正極端子及び負極端子にそれぞれ接続される二つの前記導電板のうち、いずれか一方にのみ前記発熱体を設けることができる。 (4) In the configurations of (1) to (3), the heating element can be provided only on one of the two conductive plates connected to the positive terminal and the negative terminal, respectively.
(4)の構成によれば、発電要素の昇温効果を損なうことなく、発熱体の削減による、蓄電装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。 According to the configuration of (4), it is possible to reduce the size and cost of the power storage device by reducing the heating elements without impairing the temperature rise effect of the power generation element.
(5)(1)〜(4)の構成において、前記複数の蓄電素子は、一対のエンドプレートの間に積層されており、前記エンドプレートに隣接して配置される第1の蓄電素子と、この第1の蓄電素子よりも前記エンドプレートから離間した位置に配置される第2の蓄電素子とを含み、前記複数の導電板は、前記第1の蓄電素子に接続される第1の導電板と、前記第2の蓄電素子に接続される第2の導電板とを含み、前記第1の導電板に設けられた前記発熱体は、前記第2の導電板に設けられた前記発熱体よりも発熱量が大きいことを特徴とする。 (5) In the configurations of (1) to (4), the plurality of power storage elements are stacked between a pair of end plates, and a first power storage element disposed adjacent to the end plates; A second power storage element disposed at a position farther from the end plate than the first power storage element, wherein the plurality of conductive plates are connected to the first power storage element. And a second conductive plate connected to the second power storage element, wherein the heating element provided on the first conductive plate is more than the heating element provided on the second conductive plate. Is also characterized by a large calorific value.
(5)の構成では、第1の蓄電素子の熱がエンドプレートを介して放熱されやすいため、第1の導電板に設けられた発熱体の発熱量を、第2の導電板に設けられた発熱体よりも大きくすることによって、各蓄電素子の昇温速度のバラツキを抑制できる。これにより、蓄電装置の寿命低下を抑制できる。 In the configuration of (5), since the heat of the first power storage element is easily radiated through the end plate, the amount of heat generated by the heating element provided on the first conductive plate is provided on the second conductive plate. By making it larger than the heating element, it is possible to suppress variation in the temperature increase rate of each power storage element. Thereby, the lifetime reduction of an electrical storage apparatus can be suppressed.
(6)(1)〜(5)の構成において、前記蓄電素子の温度に関する情報を取得する温
度情報取得部と、前記温度情報取得部で取得された情報に基づき、前記発熱体の発熱動作
を制御するコントローラと、を有し前記コントローラは、前記蓄電素子の温度が閾値以下
である場合に、前記発熱体を発熱させることを特徴とする。
(6) In the configurations of (1) to (5), based on the information acquired by the temperature information acquisition unit that acquires information about the temperature of the power storage element and the temperature information acquisition unit, the heating operation of the heating element is performed. And a controller that controls the heating element when the temperature of the power storage element is equal to or lower than a threshold value.
(6)の構成によれば、昇温制御が必要となる場面で、蓄電素子を昇温させることができる。 According to the configuration of (6), it is possible to raise the temperature of the electric storage element in a scene where temperature increase control is required.
(7)(6)の構成において、前記温度情報取得部は、前記蓄電素子の発電要素を収容する素子ケースに設けられており、前記コントローラは、前記素子ケースの温度が所定温度に達すると、前記発熱体による発熱動作を停止させ、前記所定温度は、前記発熱体の発熱動作による前記発電要素の目標温度よりも低いことを特徴とする。 (7) In the configuration of (6), the temperature information acquisition unit is provided in an element case that houses the power generation element of the power storage element, and the controller, when the temperature of the element case reaches a predetermined temperature, The heating operation by the heating element is stopped, and the predetermined temperature is lower than a target temperature of the power generation element by the heating operation of the heating element.
(7)の構成によれば、加熱効率を向上させ、昇温時間及び昇温に用いられる電力の無駄防止を図ることができる。 According to the configuration of (7), it is possible to improve the heating efficiency and prevent waste of power used for the temperature raising time and the temperature raising.
(8)(1)〜(7)の構成において、前記発熱体は、抵抗体と、この抵抗体を収容する抵抗体収容ケースと、この抵抗体収容ケースに充填されるセメント材とを含むことを特徴とする。 (8) In the configurations of (1) to (7), the heating element includes a resistor, a resistor housing case for housing the resistor, and a cement material filled in the resistor housing case. It is characterized by.
(8)の構成によれば、抵抗体から放熱された熱をセメント材の中により多く含熱させることができる。これにより、導電板を効果的に昇温させることができる。 According to the structure of (8), more heat radiated from the resistor can be contained in the cement material. Thereby, it is possible to effectively raise the temperature of the conductive plate.
(9)(8)の構成において、前記抵抗体収容ケースを、前記導電板に対して面接触させることができる。 (9) In the configuration of (8), the resistor housing case can be brought into surface contact with the conductive plate.
(9)の構成によれば、発熱体の熱が導電板に伝熱しやすくなり、導電板を早期に温度上昇させることができる。 According to the configuration of (9), the heat of the heating element is easily transferred to the conductive plate, and the temperature of the conductive plate can be increased quickly.
(10)(6)又は(7)の構成において、導線を介して直列に接続された複数の前記発熱体をそれぞれ含む複数の発熱群を並列に接続し、前記複数の蓄電素子は、昇温速度に応じて複数の蓄電ブロックにグループ分けされており、各前記発熱群を各前記蓄電ブロックに対応して設けることができる。 (10) In the configuration of (6) or (7), a plurality of heating groups each including a plurality of the heating elements connected in series via a conducting wire are connected in parallel, and the plurality of power storage elements are heated A plurality of power storage blocks are grouped according to speed, and each of the heat generation groups can be provided corresponding to each of the power storage blocks.
(10)の構成によれば、蓄電素子の昇温速度の低下を抑制できる。 According to the structure of (10), the fall of the temperature increase rate of an electrical storage element can be suppressed.
(11)(10)の構成において、各前記発熱群の断線及び短絡の少なくとも一方の故障情報を取得するための故障情報取得部を設けることができる。 (11) In the configuration of (10), a failure information acquisition unit for acquiring failure information of at least one of disconnection and short circuit of each of the heat generation groups can be provided.
(12)(11)の構成において、前記故障情報取得部は、各前記蓄電ブロックに含まれる一つの前記蓄電素子にそれぞれ設けられる複数の前記温度情報取得部と、各前記発熱群内の前記導線にそれぞれ設けられる複数の温度ヒューズと、を含むように構成することができる。 (12) In the configuration of (11), the failure information acquisition unit includes a plurality of the temperature information acquisition units provided in each of the power storage elements included in each of the power storage blocks, and the conductors in each of the heat generation groups. And a plurality of thermal fuses provided respectively in the circuit.
(12)の構成によれば、簡易な構成で発熱群の故障を検知することができる。 According to the configuration of (12), it is possible to detect a failure of the heat generation group with a simple configuration.
(13)(12)の構成において、前記温度情報取得部が設けられる前記蓄電素子は、その蓄電素子が含まれる前記蓄電ブロックの中で最も昇温速度が遅い蓄電素子とすることができる。 (13) In the configuration of (12), the power storage element provided with the temperature information acquisition unit may be a power storage element having the slowest temperature increase rate among the power storage blocks including the power storage element.
(13)の構成によれば、該蓄電装置の入出力制御に用いられる温度センサを前記温度情報取得部として兼用できるため、コストの削減及び小型化を図ることができる。 According to the configuration of (13), the temperature sensor used for input / output control of the power storage device can be used also as the temperature information acquisition unit, so that cost reduction and size reduction can be achieved.
(14)(12)又は(13)の構成において、前記コントローラは、前記複数の発熱群に発熱動作を指示した後に、前記複数の温度情報取得部において取得された情報に基づき、温度上昇がないことを検出した場合には、前記発熱動作の停止を指示する信号を出力する構成にしてもよい。 (14) In the configuration of (12) or (13), the controller has no temperature rise based on information acquired by the plurality of temperature information acquisition units after instructing the heat generation operation to the plurality of heat generation groups. When this is detected, a signal instructing to stop the heat generation operation may be output.
(14)の構成によれば、全ての発熱体の発熱動作を停止できるため、消費電力を制限できる。 According to the configuration of (14), since the heat generation operation of all the heat generators can be stopped, the power consumption can be limited.
(15)(11)の構成において、前記故障情報取得部は、各前記発熱群に含まれる前記発熱体間の電圧値に関する情報をそれぞれ取得するための複数の電圧検知部を含むように構成することもできる。 (15) In the configuration of (11), the failure information acquisition unit is configured to include a plurality of voltage detection units for acquiring information related to voltage values between the heating elements included in each of the heat generation groups. You can also.
(15)の構成によれば、簡易な構成で発熱群の故障を検知することができる。 According to the configuration of (15), the failure of the heat generation group can be detected with a simple configuration.
(16)(15)の構成において、前記コントローラは、前記複数の発熱群に発熱動作を指示した後に、前記複数の電圧検知部において取得された情報に基づき、電圧変化を検出した場合には、前記発熱動作の停止を指示する信号を出力するように構成することもできる。 (16) In the configuration of (15), when the controller detects a voltage change based on the information acquired in the plurality of voltage detection units after instructing the heat generation operation to the plurality of heat generation groups, A signal instructing to stop the heat generation operation may be output.
(16)の構成によれば、全ての発熱体の発熱動作を停止できるため、消費電力を制限できる。 According to the configuration of (16), since the heat generating operation of all the heat generators can be stopped, power consumption can be limited.
本発明によれば、発電素子を早期に温度上昇させることができる。 According to the present invention, the temperature of the power generation element can be increased at an early stage.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
図1を参照しながら、本発明の実施例である蓄電装置の概略構成を説明する。ここで、図1は、蓄電装置の平面図である。本実施例の蓄電装置は、運転席及び助手席の間に設けられたセンターコンソールボックス、助手席の下側、トランクルーム(いずれも図示しない)などに配置することができる。 A schematic configuration of a power storage device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a plan view of the power storage device. The power storage device of the present embodiment can be arranged in a center console box provided between the driver's seat and the passenger seat, the lower side of the passenger seat, the trunk room (none of which are shown), and the like.
蓄電装置1は、複数の蓄電素子11からなる組電池12を含む。これらの蓄電素子11は、バスバー(導電板)13を介して直列に接続されている。Y軸方向に隣接する蓄電素子11の間には、冷媒移動通路14が形成されている。この冷媒移動通路14は、蓄電素子11の外面に沿ってZ軸方向に延びている。
The
組電池12のZ軸方向の一端面には図示しない吸気チャンバが取り付けられており、他端面には図示しない排気チャンバが取り付けられている。この吸気チャンバから冷媒移動通路14の内部に冷却用の空気が導入される。
An intake chamber (not shown) is attached to one end face of the assembled
冷媒移動通路14に流入した空気は、蓄電素子11の外面に沿って矢印方向に進み、蓄電素子11の発電要素(図2参照)111を冷却する。これにより、蓄電装置1が劣化するのを抑制できる。なお、蓄電素子11の冷却に用いられた空気は、排気チャンバから排気される。
The air that has flowed into the
蓄電素子11の総プラス端子11a及び総マイナス端子11b(バスバー13が接続されていない端子)は、配線を介して図示しないインバータに電気的に接続されている。このインバータは、図示しないモータに電気的に接続されており、蓄電装置1の出力を用いてこのモータが駆動される。モータの駆動力は車輪に伝達され、車両を走行させることができる。
The total
各蓄電素子11には、温度センサ(温度情報取得部)15が設けられている。温度センサ15として、サーミスタ素子、熱電対を用いることができる。サーミスタ素子は、温度変化に応じて抵抗値が変化するため、サーミスタ素子の抵抗値の変化を検知することにより、蓄電素子11の温度を測定することができる。
Each
一部のバスバー13には、発熱体16が設けられている。発熱体16は、バスバー13の略中央に設けられている。発熱体16が発熱すると、バスバー13が加熱される。バスバー13は、蓄電素子11の正極端子11a又は負極端子11bに電気的に及び機械的に接続されているため、バスバー13が加熱されると、正極端子11a又は負極端子11bが加熱される。
Some bus bars 13 are provided with
正極端子11aは、蓄電素子11の発電要素111(詳細については後述する)に接続されているため、正極端子11aが加熱されると、発電要素111が加熱される。これにより、発電要素111の内部抵抗が下がり、高電流の入出力が可能となる。
Since the
同様に、負極端子11bは、蓄電素子11の発電要素111に接続されているため、負極端子11bが加熱されると、発電要素111が加熱される。これにより、発電要素111の内部抵抗が下がり、高電流の入出力が可能となる。
Similarly, since the
図1乃至図3を参照して、蓄電素子11の昇温構造について詳細に説明する。図2は、蓄電素子11の斜視図であり、蓄電素子11の内部に収容された発電要素及びタブを点線により投影して図示している。図3は、蓄電素子11の昇温制御を行うための回路構成を図示したブロック図である。
With reference to FIG. 1 thru | or FIG. 3, the temperature rising structure of the
これらの図において、蓄電素子11は角型の素子ケース112を有する。素子ケース112の内部には、発電要素111が巻かれた状態で収納されている。発電要素111は、正極体と、負極体と、正極体及び負極体の間に配置されたセパレータとで構成されている。温度センサ15は、素子ケース112の外面に設けられている。
In these drawings, the
ここで、正極体は、正極用集電体と、正極用集電体の表面に塗布された正極層とで構成されている。ただし、後述するように、正極側末塗工部は、正極用集電体のみで構成されている。 Here, the positive electrode body is composed of a positive electrode current collector and a positive electrode layer applied to the surface of the positive electrode current collector. However, as will be described later, the positive electrode side end coating portion is composed of only the positive electrode current collector.
正極層とは、正極に応じた活物質や導電剤等を含む層である。正極用集電体には、アルミニウムを用いることができる。正極層の活物質には、リチウム−遷移金属複合酸化物を用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。 The positive electrode layer is a layer containing an active material, a conductive agent, or the like corresponding to the positive electrode. Aluminum can be used for the positive electrode current collector. A lithium-transition metal composite oxide can be used for the active material of the positive electrode layer. As the conductive agent, acetylene black, carbon black, graphite, carbon fiber, or carbon nanotube can be used.
ここで、正極体は、図2に図示するように、発電要素111における右側の端部以外の領域、すなわち、正極体形成領域のみに形成されている。正極体形成領域の左側の端部には、正極側未塗工部111aが形成されている。正極側末塗工部111aとは、正極用集電体のうち正極層が塗布されていない領域部のことである。
Here, as shown in FIG. 2, the positive electrode body is formed only in a region other than the right end portion of the
つまり、正極体形成領域のうち、ハッチングした領域には正極層を表面に塗布した正極用集電体が形成されており、ハッチングしていない領域(正極側末塗工部111a)には正極層を表面に塗布していない正極用集電体のみが形成されている。
That is, in the positive electrode body formation region, a positive electrode current collector with a positive electrode layer applied on the surface is formed in the hatched region, and the positive electrode layer is formed in the non-hatched region (positive electrode side
正極側末塗工部111aには、正極側タブ113が電気的及び機械的に接続されている。接続方法には、溶接を用いることができる。正極側タブ113には、アルミニウムを用いることができる。正極側タブ113のうち発電要素111に接続される側の端部とは反対側の端部には、正極端子11aが電気的及び機械的に接続されている。上述の構成によれば、正極側タブ113を介して正極端子11aの熱を発電要素111に伝熱することができる。
A positive
負極体は、負極用集電体と、負極用集電体の表面に塗布された負極層とで構成されている。ただし、後述するように、負極側末塗工部は、負極用集電体のみで構成されている。 The negative electrode body is composed of a negative electrode current collector and a negative electrode layer applied to the surface of the negative electrode current collector. However, as will be described later, the negative electrode side end coating portion is composed of only the negative electrode current collector.
負極層とは、負極に応じた活物質や導電剤等を含む層である。負極用集電体には、銅を用いることができる。負極層の活物質には、カーボンを用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。 The negative electrode layer is a layer containing an active material, a conductive agent, or the like corresponding to the negative electrode. Copper can be used for the negative electrode current collector. Carbon can be used as the active material of the negative electrode layer. As the conductive agent, acetylene black, carbon black, graphite, carbon fiber, or carbon nanotube can be used.
ここで、負極体は、図2に図示するように、発電要素111における左側の端部以外の領域、すなわち、負極体形成領域のみに設けられている。負極体形成領域の右側の端部には、負極側末塗工部111bが形成されている。負極側末塗工部111bとは負極用集電体111bのうち負極層が塗布されていない領域部のことである。
Here, as illustrated in FIG. 2, the negative electrode body is provided only in a region other than the left end portion of the
つまり、負極体形成領域のうち、ハッチングした領域には負極層が表面に塗布された負極用集電体が形成されており、ハッチングしていない領域(負極側末塗工部111b)には負極層が表面に塗布されていない負極用集電体のみが形成されている。
That is, in the negative electrode body formation region, a negative electrode current collector with a negative electrode layer applied on the surface is formed in the hatched region, and a negative electrode is formed in the non-hatched region (negative electrode side
負極側末塗工部111bには、負極側タブ114が電気的及び機械的に接続されている。負極側タブ114には、ニッケルを用いることができる。負極側タブ114のうち発電要素111に接続される側の端部とは反対側の端部には、負極端子11bが電気的及び機械的に接続されている。上述の構成によれば、負極側タブ114を介して負極端子11bの熱を発電要素111に伝熱することができる。
A negative
なお、集電体の一方の面に正極層を形成し、集電体の他方の面に負極層を形成した電極(いわゆるバイポーラ電極)を用いることもできる。また、本実施例では、電解液を用いているが、粒子で形成された固体電解質を用いることもできる。固体電解質としては、高分子固体電解質や無機固体電解質がある。 Note that an electrode (a so-called bipolar electrode) in which a positive electrode layer is formed on one surface of the current collector and a negative electrode layer is formed on the other surface of the current collector can also be used. In this embodiment, an electrolytic solution is used, but a solid electrolyte formed of particles can also be used. Examples of the solid electrolyte include a polymer solid electrolyte and an inorganic solid electrolyte.
さらに、本実施例では、蓄電素子11を角型の構成としているが、これに限るものではなく、いわゆる円筒型の構成とすることもできる。すなわち、素子ケース112を円筒形状とし、この素子ケース112の内部に収容されるように、発電要素111を巻いた状態とすればよい。
Furthermore, in the present embodiment, the
さらに、蓄電素子11をリチウムイオン電池としたが、これに限るものではなく、ニッケル―水素電池とすることもできる。蓄電素子11がニッケル−水素電池である場合には、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、MmNi(5−x−y−z)AlxMnyCoz(Mm:ミッシュメタル)等の水素吸蔵合金を用いることができる。
Furthermore, although the
さらにまた、本実施例では、空冷タイプの蓄電装置を用いたが、これに限るものではなく、液冷却タイプの蓄電装置にも本願発明は適用することができる。ここで、液冷却タイプの蓄電装置とは、複数の蓄電素子をバスバーを介して直列に接続した組電池と、この組電池を冷却する冷却液と、これらの組電池及び冷却液を収容する収容容器とを含む蓄電装置のことである。 Furthermore, in this embodiment, an air-cooled power storage device is used. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a liquid-cooled power storage device. Here, the liquid cooling type power storage device is an assembled battery in which a plurality of power storage elements are connected in series via a bus bar, a cooling liquid for cooling the assembled battery, and a storage for storing the assembled battery and the cooling liquid. A power storage device including a container.
発熱体16には、セメント型の抵抗体を用いることができる。図3に図示するように、発熱体16は、抵抗体収容ケース16cと、この抵抗体収容ケース16cの中に収容される抵抗体16aとを含む。抵抗体収容ケース16cの内部には、セメント材16bが充填されている。このセメント材16bによって抵抗体16aは封止される。なお、本実施例の発熱体16の構造は全て同じである。
As the
抵抗体16aは、金属板を折り曲げることにより構成されている。金属板には、銅及びニッケルを含む合金を用いることができる。抵抗体収容ケース16cには、セラミックを用いることができる。セラミックには、熱伝導性を高めるためにアルミナを含ませるとよい。セメント材16bには、アルミナ粉末やシリカ粉末を含むペースト状の絶縁封止材を用いることができる。
The
各バスバー13に設けられる発熱体16は、導線17によって直列に接続されている。導線17はヒータ用電源18に接続されている。ヒータ用電源18から出力される電流によって抵抗体16aは発熱する。導線17の途中には、スイッチング部19が設けられている。スイッチング部19は、コントローラ31に接続されている。コントローラ31は、スイッチング部19のスイッチング動作を制御する。
The
このように、抵抗体16aの周囲をセメント材16bで封止することによって、セメント材16bの中により多くの熱を含ませることができる。これにより、バスバー13を効果的に昇温させることができる。
Thus, by sealing the periphery of the
また、図2に図示するように、発熱体16をバスバー13に対して面接触させることにより、抵抗体16aをバスバー13に点接触させる加熱方式よりも、バスバー13に伝熱しやすくなり、バスバー13を早期に温度上昇させることができる。
Further, as shown in FIG. 2, by bringing the
蓄電素子11(総プラス端子、総マイナス端子がある蓄電素子を除く)の正極端子11a及び負極端子11bにはそれぞれバスバー13が接続されているが、発熱体16はいずれか一方のバスバー13にのみ設けられている。正極端子11a及び負極端子11bはいずれもタブ113、114を介して発電要素111に接続されているため、いずれか一方のバスバー13を加熱することにより、発電要素111を早期に昇温させることができる。これにより、発熱体16の数が削減されるため、蓄電装置を小型化し、低コスト化を図ることができる。
The
本実施例では、Z軸方向に隣接する蓄電素子11、つまり、蓄電素子11の積層方向に直交する方向に隣接する蓄電素子11を接続するバスバー13にのみ発熱体16が設けられており、全ての発熱体16を一方向(Y軸方向)に並べて配置することができる。これにより、各発熱体16を接続する導線17の引き回しなどが容易になる。
In the present embodiment, the
各蓄電素子11に設けられた各温度センサ15は、コントローラ31に接続されている。コントローラ31は、これらの温度センサ15から出力される温度情報に基づき、複数の蓄電素子11のうちいずれかの蓄電素子11の温度が下限温度(閾値)よりも低くなると、スイッチング部19をオンにして、発熱体16の発熱動作を開始させる。
Each
ここで、下限温度は、蓄電素子11の内部抵抗と温度との相関関係に基づき、設計値として適宜定めることができる。例えば、図8に示す特性図では、電池温度が−30℃に低下したときに内部抵抗が大きくなるため、下限温度として−30℃を用いることができる。
Here, the lower limit temperature can be appropriately determined as a design value based on the correlation between the internal resistance of the
また、コントローラ31は、温度センサ15から出力される温度情報に基づき、全ての蓄電素子11の温度が目標温度に達すると、スイッチング部19をオフにして、発熱体16の発熱動作を停止させる。
In addition, based on the temperature information output from the
ここで、目標温度は、蓄電素子11の入出力の電流値が所望の値となるような内部抵抗値が得られればどのような値に設定してもよい。ただし、発熱体16の発熱に用いられる電力の消費量を削減する観点から、目標温度はより低い温度に設定するのが好ましい。本実施例では、目標温度を−10℃に設定している。なお、目標温度に到達した蓄電素子11は、充放電により発熱し、より使用に適した温度(例えば、30℃)に向けて自然に温度上昇する。
Here, the target temperature may be set to any value as long as an internal resistance value is obtained such that the input / output current value of the
次に、図4を参照して、蓄電装置の昇温方法について説明する。図4は、蓄電装置の昇温方法を示したフローチャートである。下記のフローチャートは、コントローラ31によって実行される。
Next, a method for raising the temperature of the power storage device will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for raising the temperature of the power storage device. The following flowchart is executed by the
ステップS101において、イグニションスイッチ32がオンされたかどうかを判別する。ステップS101において、イグニションスイッチ32がオンされた場合には、ステップS102に進む。
In step S101, it is determined whether or not the
ステップS102では温度測定を開始する。コントローラ31は、温度センサ15から出力される温度に関する情報を1秒周期でサンプリングしている。本フローチャートでは、温度センサ15としてサーミスタを使用している。したがって、「温度に関する情報」は抵抗値である。
In step S102, temperature measurement is started. The
ステップS103では温度センサ15から出力された情報に基づき、蓄電素子11の温度を算出し、蓄電素子11の温度が−30℃(下限温度)以下であるか否かを判定する。ここで、組電池12を構成するいずれかの蓄電素子11の温度が−30℃以下である場合には、ステップS104に進む。
In step S103, based on the information output from the
ステップS104では、スイッチング部19をオンにして、導線17を介して発熱体116の抵抗体16aに通電する。これにより、抵抗体16aが発熱する。発熱した抵抗体16aの熱は、抵抗体16aの周囲に充填されたセメント材16bに伝熱し、セメント材16bの熱は、セメント材16bを収容する抵抗体収容ケース16cに伝熱し、抵抗体収容ケース16cの熱はバスバー13に伝熱する。
In step S <b> 104, the switching
バスバー13の熱は正極端子11a又は負極端子11bに伝熱し、正極端子11a又は負極端子11bの熱は発電要素111に伝熱する。これにより、発電要素111を速やかに温度上昇させることができる。
The heat of the
ステップS105では、蓄電素子11の温度が−10℃以上に温度上昇したか否かを判別する。−10℃以上に温度上昇した場合にはステップS106に進み、−10℃以上に温度上昇しなかった場合にはステップS104に戻り、発熱体16への通電動作を継続する。ステップS106では、発熱体16の抵抗体16aへの通電動作を停止し、このフローを終了する。
(実施例1の変形例)
本実施例では、抵抗値が同じ値である抵抗体16aを直列に接続しているため、全ての発熱体16の発熱量が同じとなる。発熱量は、電流の二乗と抵抗値との積に比例するからである。組電池12を構成する全ての蓄電素子11は、互いに昇温速度にバラツキが生じないように温度上昇させる必要がある。温度によって蓄電素子11の劣化速度が変わり、蓄電装置1の寿命低下を招くおそれがあるからである。
In step S105, it is determined whether or not the temperature of the
(Modification of Example 1)
In the present embodiment, since the
したがって、正極端子11aをY−Z面で切断したときの断面積をS1、負極端子11bをY−Z面で切断したときの断面積をS2としたときに、S1>S2なる条件を満足するように、正極端子11a及び負極端子11bの寸法比を設定するのが好ましい。
Therefore, when the cross-sectional area when the
正極端子11aは、アルミニウムで構成されており、銅で構成された負極端子11bよりも熱伝導率が高いため、断面積の比率を、断面積S1>断面積S2に設定することにより、正極端子11a及び負極端子11bの昇温速度のバラツキをより効果的に抑制できる。
Since the
本実施例の蓄電装置は、発熱体を除いて実施例1と同じ構成である。したがって、発熱体についてのみ説明する。図5は、本実施例の蓄電装置の平面図である。本実施例の発熱体は、第1の発熱体161と、第2の発熱体162とからなる。第1の発熱体161は、エンドプレート25に隣接配置される蓄電素子(第1の蓄電素子)11に接続されたバスバー(第1の導電板)13に設けられている。
The power storage device of this example has the same configuration as that of Example 1 except for the heating element. Therefore, only the heating element will be described. FIG. 5 is a plan view of the power storage device of this embodiment. The heating element of this embodiment includes a
第2の発熱体162は、第1の蓄電素子よりもエンドプレート25から離間した位置に配置される蓄電素子(第2の蓄電素子)11に接続されたバスバー(第2の導電板)13に設けられている。つまり、図5において、エンドプレート25に接する四個の蓄電素子11が第1の蓄電素子に相当し、残りの蓄電素子11が第2の蓄電素子に相当する。
The
第1及び第2の発熱体161、162はともにセメント型の抵抗体であり、第2の発熱体162は、実施例1の発熱体16と同じ構成である。
The first and
図6はエンドプレートの斜視図である。同図に示すように、エンドプレート25のZ軸方向の両端部には、脚部25bが形成されている。脚部25bは、Z軸方向に張り出している。脚部25bには、締結穴部25cが形成されている。締結穴部25cに差し込まれた不図示の締結ボルトは、不図示のロアケースに締結される。これにより、蓄電装置は固定される。
FIG. 6 is a perspective view of the end plate. As shown in the figure,
エンドプレート25のX−Z面には、Y軸方向に延びる複数のリブ25aが形成されている。したがって、エンドプレート25に接触する蓄電素子11、つまり、第1の蓄電素子の熱は、リブ25aを介して放熱されやすい構造となっている。
A plurality of
そこで、本実施例では、第2の発熱体162よりも第1の発熱体161の発熱量を大きくしている。具体的には、第2の発熱体162よりも第1の発熱体161の抵抗体の抵抗値を高く設定している。発熱体161、162の発熱量は、電流の二乗と抵抗値との積に比例するため、第1の発熱体161は、第2の発熱体162よりも発熱量が大きくなる。これにより、各蓄電素子11の昇温速度のバラツキが抑制され、蓄電装置の寿命低下を防止できる。
(実施例2の変形例)
本実施例では、発熱体の発熱量を変える手段として抵抗体の抵抗値を変えるという方法を用いたが、これに限定されるものではなく、他の手段を用いることもできる。例えば、第2の発熱体162において、第1の発熱体161よりもセメント材の熱伝導率を高く(抵抗体の抵抗値は同じとする)することによって、発熱量を変えることができる。また、第1の発熱体161及び第2の発熱体162の電源をそれぞれ別々に設けて、第1の発熱体161を流れる電流値を、第2の発熱体162を流れる電流値よりも高く設定することによって、発熱量を変えることができる。
Therefore, in this embodiment, the amount of heat generated by the
(Modification of Example 2)
In this embodiment, the method of changing the resistance value of the resistor is used as a means for changing the amount of heat generated by the heat generator. However, the present invention is not limited to this, and other means can be used. For example, in the
発熱体16は、バスバー13及びタブ113(又はタブ114)を介して発電要素111に接続されているため、発熱体16が発熱動作を開始すると、素子ケース112よりも発電要素111のが、温度が先に上昇して高くなる。したがって、素子ケース112の外面に設けられた温度センサ15で検出された温度は、発電要素111の実際の温度よりも低い温度を示す。
Since the
一方、図4のフローチャートのステップS105の処理では、発電要素111の温度が目標温度に達していても、素子ケース112の温度が目標温度に達していない場合には、発熱体16の発熱動作が継続される。そのため、発熱体16による加熱効率が低下し、昇温時間が無駄に長くなる。この課題を解決するために、本実施例では、下記の方法で昇温制御を行っている。
On the other hand, in the process of step S105 in the flowchart of FIG. 4, if the temperature of the
図7は、本実施例の昇温制御の方法を示したフローチャートである。ステップS201〜ステップS204までの処理はそれぞれ、実施例1のステップS101〜ステップS104までの処理と同様であるため、説明を省略する。 FIG. 7 is a flowchart showing a method of temperature rise control according to this embodiment. Since the processes from step S201 to step S204 are the same as the processes from step S101 to step S104 of the first embodiment, description thereof will be omitted.
ステップS205において、コントローラ31は、温度センサ15から出力された温度情報に基づき、蓄電素子11の素子ケース112の温度を算出し、その算出温度が目標温度(−10℃)よりもα(αは正の値)℃分だけ低い補正温度(所定温度)以上であるか否かを判別する。算出温度が補正温度以上である場合には、ステップS206に進み発熱体16への通電動作を停止し、算出温度が補正温度未満である場合には、ステップS204に戻り、発熱体16への通電動作を継続する。
In step S205, the
α℃については、発電要素111と素子ケース112との温度差を実験やシミュレーションなどで求めておくことにより、予め設定することができる。
α ° C. can be set in advance by obtaining a temperature difference between the
このように、発熱体16の発熱動作を停止させるときの停止温度として発電要素111の目標温度よりも低い補正温度を用いることにより、発電要素111を目標温度まで昇温させながら、加熱効率の向上及び昇温時間の無駄防止を図ることができる。なお、その他、実施例1で説明した他の効果も得ることができる。
In this way, by using a correction temperature lower than the target temperature of the
本実施例の構成は、当然のことながら実施例2の構成にも適用できる。
(実施例3の変形例)
ステップS205の処理において、温度センサ15から出力された抵抗値に基づき算出された算出温度にα℃を加算した別の補正温度を算出し、この別の補正温度が目標温度以上である場合には、発熱体16への通電動作を停止させるようにしてもよい。
(変形例)
上述の実施例1乃至3では、セメント型の発熱体16等を用いる構成としたが、これに限るものではなく、PTC(Positive Temperature Coefficient)ヒータ(発熱体)を用いることもできる。ここで、PTCヒータに電流を流すと自己発熱して抵抗が増大する。
The configuration of this embodiment can be applied to the configuration of Embodiment 2 as a matter of course.
(Modification of Example 3)
In the process of step S205, another corrected temperature obtained by adding α ° C. to the calculated temperature calculated based on the resistance value output from the
(Modification)
In the first to third embodiments, the cement-
上述の実施例では、組電池12を構成する全ての蓄電素子11の温度を検出する構成としたが、これに限られるものではなく、エンドプレート25に隣接配置される蓄電素子11の温度のみを検出する構成にすることもできる。
In the above embodiment, the temperature of all the
実施例2で説明したように、エンドプレート25に接する蓄電素子11は、他の蓄電素子11よりも温度が低くなりやすいため、エンドプレート25に接する蓄電素子11の温度情報のみで昇温制御は行えるからである。この場合、当該他の蓄電素子11に設けられる温度センサ15の一部又は全部を省略することもできる。これにより、コストを削減できる。
As described in the second embodiment, since the temperature of the
また、発熱体16を、一つのバスバー13にのみ設ける構成であってもよい。この場合、温度の最も低くなると予想される蓄電素子11を予めシミュレーションなどにより調べておき、その蓄電素子11に接続されるバスバー13に発熱体16を設けることができる。これにより、コストを削減できる。さらに、発熱体16を全てのバスバー13に設ける構成であってもよい。
Moreover, the structure which provides the
図9及び図10を参照して、実施例4の蓄電装置について説明する。図9は、実施例4の蓄電装置の平面図であり、図10は実施例4の蓄電装置のブロック図である。実施例1と同一の機能を有する構成要素には、同一符号を付して説明を省略する。組電池41を構成する複数の蓄電素子11は、エンドプレート25からの距離を基準としてグループ分けされている。ここで、図9を参照して、組電池41の右端に位置するエンドプレート25から数えて、1〜4列に含まれる複数の蓄電素子11(蓄電ブロック)をグループA、5〜8列に含まれる複数の蓄電素子11(蓄電ブロック)をグループB、9〜12列に含まれる複数の蓄電素子11(蓄電ブロック)をグループC、13〜16列に含まれる複数の蓄電素子11(蓄電ブロック)をグループD、17〜20列に含まれる複数の蓄電素子11(蓄電ブロック)をグループE、21〜24列に含まれる複数の蓄電素子11(蓄電ブロック)をグループFと定義する。
With reference to FIG.9 and FIG.10, the electrical storage apparatus of Example 4 is demonstrated. FIG. 9 is a plan view of the power storage device of the fourth embodiment, and FIG. 10 is a block diagram of the power storage device of the fourth embodiment. Constituent elements having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The plurality of
グループAには発熱体511〜514を含む第1の発熱群51が設けられている。これらの発熱体511〜514はそれぞれ、Z軸方向に隣接する蓄電素子11の接続に用いられるバスバー13に設けられており、互いに直列に接続されている。したがって、各発熱体511〜514に流れる電流値は同じである。グループBには発熱体521〜524を含む第2の発熱群52が設けられている。これらの発熱体521〜524はそれぞれ、Z軸方向に隣接する蓄電素子11の接続に用いられるバスバー13に設けられており、互いに直列に接続されている。したがって、各発熱体521〜524に流れる電流値は同じである。グループCには発熱体531〜534を含む第3の発熱群53が設けられている。これらの発熱体531〜534はそれぞれ、Z軸方向に隣接する蓄電素子11の接続に用いられるバスバー13に設けられており、互いに直列に接続されている。したがって、各発熱体531〜534に流れる電流値は同じである。グループDには発熱体541〜544を含む第4の発熱群54が設けられている。これらの発熱体541〜544はそれぞれ、Z軸方向に隣接する蓄電素子11の接続に用いられるバスバー13に設けられており、互いに直列に接続されている。したがって、各発熱体541〜544に流れる電流値は同じである。グループEには発熱体551〜554を含む第5の発熱群55が設けられている。これらの発熱体551〜554はそれぞれ、Z軸方向に隣接する蓄電素子11の接続に用いられるバスバー13に設けられており、互いに直列に接続されている。したがって、各発熱体551〜554に流れる電流値は同じである。グループFには発熱体561〜564を含む第6の発熱群56が設けられている。これらの発熱体561〜564はそれぞれ、Z軸方向に隣接する蓄電素子11の接続に用いられるバスバー13に設けられており、互いに直列に接続されている。したがって、各発熱体561〜564に流れる電流値は同じである。
In group A, a first
第1〜第6の発熱群51〜56は互いに並列に接続されており、コントローラ31はこれら第1〜第6の発熱群51〜56に流れる電流を制御する。コントローラ31はDCDCコンバータ44に接続されている。DCDCコンバータ44は、組電池41で発電された電力を調整して、コントローラ31に出力する。各発熱体511〜564にはPTC(Positive Temperature Coefficient)ヒータを用いることもできる。ここで、PTCヒータに電流を流すと自己発熱して抵抗が増大する。
The first to sixth
組電池41を構成する複数の蓄電素子11をグレープA〜Fにグループ分けした理由について説明する。このグループ分けは、エンドプレート25に近づくほど外気に触れやすく放熱されやすいといった蓄電素子11の昇温条件に対応させたものである。比較例1を示して、より具体的に説明する。比較例1では、全ての発熱体をPTCヒータで構成して、実施例1と同様にこれらの発熱体を直列に接続している。これらの発熱体に通電した場合には、エンドプレート25から離れるほど蓄電素子11の昇温速度が速くなるため、より中央に位置する発熱体ほど抵抗値が高くなる。これにより、各発熱体に流れる電流値が小さくなり、エンドプレート25に近い領域に位置する発熱体の発熱量が低下するため、全体の昇温速度が遅くなる。
The reason why the plurality of
これに対して、本実施例では、蓄電素子11の昇温条件に応じて発熱体511〜564をグループ化しているため、比較例1の構成よりも昇温時間を短くすることができる。すなわち、早期に昇温する蓄電素子11の発熱体(たとえば、発熱体534)の抵抗値が上昇しても、これに連動して昇温速度の遅い蓄電素子11の発熱体(たとえば、発熱体511)に流れる電流値は低下しないため、比較例1の構成よりも昇温時間を短くすることができる。
On the other hand, in the present embodiment, the
グループA〜Fにはそれぞれ第1〜第6の温度センサ(温度情報取得部)516〜566が設けられている。第1〜第6の温度センサ516〜566は、各グループA〜Fに含まれる蓄電素子11の中で最もエンドプレート25に近い領域に位置する蓄電素子11(つまり、昇温速度が最も遅い蓄電素子11)に設けられている。コントローラ31は、実施例1と同様に、第1〜第6の温度センサ516〜566から出力される信号に基づき、第1〜第6の発熱群51〜56の発熱動作を制御する。
The groups A to F are provided with first to sixth temperature sensors (temperature information acquisition units) 516 to 566, respectively. The first to
これらの第1〜第6の温度センサ516〜566は組電池41の状態推定用温度センサと兼用することができる。すなわち、第1〜第6の温度センサ516〜566から出力される温度情報に基づき、組電池41の電圧の入出力が制御される。これにより、温度センサの数が削減され、低コスト化を図ることができる。なお、組電池41の電圧の入出力の制御は、コントローラ31が行ってもよいし、これとは異なる別のコントローラが行ってもよい。
These first to
ここで、経年変化などを要因として発熱体511〜564が短絡又は断線する場合がある。例えば、発熱体511が断線した場合には、グループAに含まれる蓄電素子11を昇温させることができない。そのため、組電池41が過充電されるおそれがある。そこで、本実施例では、故障情報取得部を設けて、発熱体511〜564が短絡又は断線した場合には、全ての発熱体511〜564の発熱動作を停止させる。
Here, the
図10を参照して、故障情報取得部は、第1〜第6の発熱群51〜56にそれぞれ設けられる第1〜第6の温度ヒューズ515〜565、第1〜第6の温度センサ516〜566を含む。これら第1〜第6の温度ヒューズ515〜565は、通電加熱により可溶合金を強制的に溶断させることにより、第1〜第6の発熱群51〜56に流れる電流を遮断する。
Referring to FIG. 10, the failure information acquisition unit includes first to sixth temperature fuses 515 to 565 and first to
上述の構成において、例えば、発熱体511が断線した場合には、発熱体511を含む第1の発熱群51に電流が流れなくなり、グループAに含まれる蓄電素子11の昇温動作が停止する。コントローラ31は、第1の温度センサ516から出力される温度情報に基づき、グループAに含まれる蓄電素子11の昇温動作が停止したこと、すなわち第1の発熱群51が断線したか否かを判別することができる。さらに、コントローラ31は、第1の発熱群51が断線した場合には、全ての発熱体511〜564の通電動作を停止する。これにより、消費電力を削減することもできる。
In the above-described configuration, for example, when the
また、上述の構成において、例えば、発熱体511が短絡した場合には、第1の発熱群51に流れる電流値が上がり、第1の発熱群51に含まれる第1の温度ヒューズ515が溶解して断線する。したがって、上記と同様に、第1の温度センサ516から出力される温度情報に基づき、グループAに含まれる蓄電素子11の昇温動作が停止したことを判別することができる。
In the above configuration, for example, when the
ここで、全ての発熱体511〜564を並列に接続して、各発熱体511〜564に温度ヒューズを設ける構成も考えられる。しかしながら、この構成では、温度ヒューズの数が増加して、コスト高となり小型化の要請にも反する。これに対して、本実施例では、昇温速度に応じて複数の蓄電素子11をグループ化して、各グループに一つの温度ヒューズを設ける構成としているため、低コスト化及び小型化を図ることができる。
(実施例4の変形例)
次に、図11を参照して、故障情報取得部の変形例について説明する。図11は、変形例の蓄電装置のブロック図である。実施例4では、温度センサから出力される温度情報に基づき故障の有無を判別したが、本変形例では各第1〜第6の発熱群51〜56における電圧変化に基づき故障の有無を判別する。以下、具体的に説明する。
Here, a configuration in which all of the
(Modification of Example 4)
Next, a modification of the failure information acquisition unit will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram of a power storage device according to a modification. In the fourth embodiment, the presence / absence of a failure is determined based on the temperature information output from the temperature sensor, but in the present modification, the presence / absence of a failure is determined based on a voltage change in each of the first to sixth
第1の発熱群51では、隣接する発熱体511及び発熱体512の間に電圧検出部517を設けて電圧を検出している。上述の構成において、第1の発熱群51が断線も短絡もしていない場合には、電圧検出部517で検出される電圧値V1はV1≒1/4*V0となる。
In the first
一方、発熱体511が断線した場合にはV1≒V0に変化し、発熱体511が短絡した場合にはV1≒0に変化し、発熱体512〜514のいずれかが断線した場合にはV1≒0に変化し、発熱体512〜514のいずれかが短絡した場合にはV1≒1/3*V0に変化する。このように、電圧検出部517で検出される電圧値が変化した場合には、実施例4と同様に直ちに、全ての発熱体511〜564への通電を停止する。上述の構成において、電圧検出部517の位置を発熱体513及び発熱体514の間に変更することもできる。
On the other hand, when the
第2の発熱群52では、隣接する発熱体521及び発熱体522の間に電圧検出部527を設けて電圧を検出している。第3の発熱群53では、隣接する発熱体531及び発熱体532の間に電圧検出部537を設けて電圧を検出している。第4の発熱群54では、隣接する発熱体541及び発熱体542の間に電圧検出部547を設けて電圧を検出している。第5の発熱群55では、隣接する発熱体551及び発熱体552の間に電圧検出部557を設けて電圧を検出している。第6の発熱群56では、隣接する発熱体561及び発熱体562の間に電圧検出部567を設けて電圧を検出している。これらの第2〜第6の発熱群52〜56の故障判定方法は、第1の発熱群51と同様であるため説明を省略する。
In the second
実施例4(実施例4の変形例を含む)では、エンドプレート25からの距離に応じて蓄電素子11をグループ分けしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、蓄電素子11の近傍に熱源又は冷却源がある場合には、それに応じて蓄電素子11の昇温分布も変動するため、組電池個々の昇温条件に応じてグループ分けをするのが好ましい。
In the fourth embodiment (including the modification of the fourth embodiment), the
実施例4では、故障を検知した際に、全ての発熱体511〜564の発熱動作を停止させたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、故障を検知したことを報知する報知手段を用いることもできる。ここで、報知手段として、例えば、音声出力による報知手段、ランプ点灯による報知手段を用いることができる。
In the fourth embodiment, when a failure is detected, the heating operation of all the
1 蓄電装置 11 蓄電素子 11a 正極端子 11b 負極端子
12 41 組電池 13 バスバー 14 冷媒移動通路
15 516〜566 温度センサ 16 511〜564 発熱体
16a 抵抗体 16b セメント材 16c抵抗体収容ケース
17 導線 18 ヒータ用電源
19 スイッチング部 25エンドプレート
31 コントローラ 32 IGスイッチ 51〜56 発熱群
111 発電要素 111a 正極側末塗工部 111b 負極側末塗工部
112 素子ケース 113 正極側タブ 114 負極側タブ
161 第1の発熱体 162 第2の発熱体
515〜565 温度ヒューズ 517〜567 電圧検出部
DESCRIPTION OF
15 516-566
DESCRIPTION OF
515-565 Thermal fuse 517-567 Voltage detector
Claims (17)
これらの蓄電素子を直列に接続する複数の導電板と、
前記複数の導電板のうち少なくとも一つの導電板に設けられる発熱体と、
を有することを特徴とする蓄電装置。 A plurality of power storage elements each having a positive terminal and a negative terminal;
A plurality of conductive plates connecting these power storage elements in series;
A heating element provided on at least one of the plurality of conductive plates;
A power storage device comprising:
S1>S2
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の蓄電装置。 The positive electrode terminal has higher thermal conductivity than the negative electrode terminal, and when the cross-sectional areas in the radial direction of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are S1 and S2, respectively,
S1> S2
The power storage device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記複数の導電板は、前記第1の蓄電素子に接続される第1の導電板と、前記第2の蓄電素子に接続される第2の導電板とを含み、
前記第1の導電板に設けられた前記発熱体は、前記第2の導電板に設けられた前記発熱体よりも発熱量が大きいことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一つに記載の蓄電装置。 The plurality of power storage elements are stacked between a pair of end plates, a first power storage element disposed adjacent to the end plate, and more distant from the end plate than the first power storage element A second power storage element disposed at a position,
The plurality of conductive plates include a first conductive plate connected to the first power storage element, and a second conductive plate connected to the second power storage element,
5. The heating element provided on the first conductive plate has a larger amount of heat generation than the heating element provided on the second conductive plate. 6. The power storage device described in 1.
前記温度情報取得部で取得された情報に基づき、前記発熱体の発熱動作を制御するコントローラと、を有し
前記コントローラは、前記蓄電素子の温度が閾値以下である場合に、前記発熱体を発熱させることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一つに記載の蓄電装置。 A temperature information acquisition unit for acquiring information on the temperature of the power storage element;
And a controller that controls the heat generation operation of the heat generating element based on the information acquired by the temperature information acquisition unit. The controller generates heat when the temperature of the power storage element is equal to or lower than a threshold value. The power storage device according to claim 1, wherein the power storage device is a power storage device.
前記コントローラは、前記素子ケースの温度が所定温度に達すると、前記発熱体による発熱動作を停止させ、前記所定温度は、前記発熱体の発熱動作による前記発電要素の目標温度よりも低いことを特徴とする請求項6に記載の蓄電装置。 The temperature information acquisition unit is provided in an element case that houses a power generation element of the power storage element,
The controller stops the heat generation operation by the heating element when the temperature of the element case reaches a predetermined temperature, and the predetermined temperature is lower than a target temperature of the power generation element by the heat generation operation of the heating element. The power storage device according to claim 6.
各前記蓄電ブロックに含まれる一つの前記蓄電素子にそれぞれ設けられる複数の前記温度情報取得部と、
各前記発熱群内の前記導線にそれぞれ設けられる複数の温度ヒューズと、を含むことを特徴とする請求項11に記載の蓄電装置。 The failure information acquisition unit
A plurality of the temperature information acquisition units respectively provided in one of the storage elements included in each of the storage blocks;
The power storage device according to claim 11, further comprising: a plurality of thermal fuses respectively provided on the conductive wires in each of the heat generation groups.
各前記発熱群に含まれる前記発熱体間の電圧値に関する情報をそれぞれ取得するための複数の電圧検知部を含むことを特徴とする請求項11に記載の蓄電装置。 The failure information acquisition unit
The power storage device according to claim 11, further comprising a plurality of voltage detection units for acquiring information related to voltage values between the heating elements included in each of the heat generation groups.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009076100A JP2010097923A (en) | 2008-09-16 | 2009-03-26 | Power storage device and vehicle |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008236034 | 2008-09-16 | ||
| JP2009076100A JP2010097923A (en) | 2008-09-16 | 2009-03-26 | Power storage device and vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010097923A true JP2010097923A (en) | 2010-04-30 |
Family
ID=42259451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009076100A Pending JP2010097923A (en) | 2008-09-16 | 2009-03-26 | Power storage device and vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010097923A (en) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013534711A (en) * | 2010-07-19 | 2013-09-05 | エルジー・ケム・リミテッド | Secondary battery with differential lead structure |
| JP2013209086A (en) * | 2013-05-15 | 2013-10-10 | Mitsubishi Electric Corp | Vehicular driving power supply device |
| JP2014096294A (en) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | Heating test method and heating test device of power storage device |
| JP2016177931A (en) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | トヨタ自動車株式会社 | Power system |
| JP2016201321A (en) * | 2015-04-14 | 2016-12-01 | トヨタ自動車株式会社 | Battery temperature riser |
| JPWO2015037438A1 (en) * | 2013-09-11 | 2017-03-02 | 日本碍子株式会社 | Battery pack container |
| JP2017091817A (en) * | 2015-11-10 | 2017-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery system for vehicles |
| CN107112607A (en) * | 2015-01-16 | 2017-08-29 | 索尼公司 | Power storage modules, power storage systems, electronic devices, electric vehicles and power systems |
| JP2017529646A (en) * | 2014-06-30 | 2017-10-05 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | Battery heating system, battery assembly, and electric vehicle |
| JP2019021512A (en) * | 2017-07-18 | 2019-02-07 | 株式会社デンソー | Temperature adjusting device and secondary battery system |
| WO2022158793A1 (en) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery module and battery pack including same |
| US11509002B2 (en) * | 2018-02-09 | 2022-11-22 | Alelion Energy Systems Ab | Battery pack |
| DE102022116480A1 (en) | 2021-07-09 | 2023-01-12 | Subaru Corporation | BATTERY MODULE TEMPERATURE RISE METHOD AND CELL BALANCE METHOD USING THIS |
| EP4564521A1 (en) * | 2023-11-30 | 2025-06-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Busbar heating apparatus and battery module |
-
2009
- 2009-03-26 JP JP2009076100A patent/JP2010097923A/en active Pending
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013534711A (en) * | 2010-07-19 | 2013-09-05 | エルジー・ケム・リミテッド | Secondary battery with differential lead structure |
| JP2014096294A (en) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | Heating test method and heating test device of power storage device |
| JP2013209086A (en) * | 2013-05-15 | 2013-10-10 | Mitsubishi Electric Corp | Vehicular driving power supply device |
| US10547094B2 (en) | 2013-09-11 | 2020-01-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Battery-pack case |
| JPWO2015037438A1 (en) * | 2013-09-11 | 2017-03-02 | 日本碍子株式会社 | Battery pack container |
| JP2017529646A (en) * | 2014-06-30 | 2017-10-05 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | Battery heating system, battery assembly, and electric vehicle |
| US10297881B2 (en) | 2014-06-30 | 2019-05-21 | Byd Company Limited | Battery heating system, battery assembly and electric vehicle |
| JPWO2016113798A1 (en) * | 2015-01-16 | 2017-10-26 | ソニー株式会社 | Power storage module, power storage system, electronic device, electric vehicle, and power system |
| CN107112607A (en) * | 2015-01-16 | 2017-08-29 | 索尼公司 | Power storage modules, power storage systems, electronic devices, electric vehicles and power systems |
| US10446890B2 (en) | 2015-01-16 | 2019-10-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power storage module, power storage system, electronic apparatus, electric vehicle, and power system |
| EP3246986A4 (en) * | 2015-01-16 | 2018-08-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electrical storage module, electrical storage system, electronic equipment, electric car and electric power system |
| KR101848394B1 (en) | 2015-03-19 | 2018-04-12 | 도요타 지도샤(주) | Electric power supply system |
| US10040355B2 (en) | 2015-03-19 | 2018-08-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric power supply system |
| JP2016177931A (en) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | トヨタ自動車株式会社 | Power system |
| JP2016201321A (en) * | 2015-04-14 | 2016-12-01 | トヨタ自動車株式会社 | Battery temperature riser |
| JP2017091817A (en) * | 2015-11-10 | 2017-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery system for vehicles |
| JP2019021512A (en) * | 2017-07-18 | 2019-02-07 | 株式会社デンソー | Temperature adjusting device and secondary battery system |
| US11509002B2 (en) * | 2018-02-09 | 2022-11-22 | Alelion Energy Systems Ab | Battery pack |
| WO2022158793A1 (en) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Battery module and battery pack including same |
| JP2023528517A (en) * | 2021-01-22 | 2023-07-04 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery modules and battery packs containing the same |
| JP7511967B2 (en) | 2021-01-22 | 2024-07-08 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery module and battery pack including same |
| DE102022116480A1 (en) | 2021-07-09 | 2023-01-12 | Subaru Corporation | BATTERY MODULE TEMPERATURE RISE METHOD AND CELL BALANCE METHOD USING THIS |
| US12506190B2 (en) | 2021-07-09 | 2025-12-23 | Subaru Corporation | Battery-module temperature increase method and cell balancing method using the same |
| EP4564521A1 (en) * | 2023-11-30 | 2025-06-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Busbar heating apparatus and battery module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2010097923A (en) | Power storage device and vehicle | |
| JP5790767B2 (en) | VEHICLE BATTERY CONTROL DEVICE AND VEHICLE BATTERY CONTROL METHOD | |
| CN103855343B (en) | Assembled battery | |
| CN102870272B (en) | Power brick | |
| US9933491B2 (en) | Electric storage system | |
| JP4400414B2 (en) | Power supply device and vehicle equipped with the same | |
| JP2010067386A (en) | Temperature raising structure of electricity storing element, and electricity storing device | |
| US20100297483A1 (en) | Electric storage device and vehicle | |
| US20060210868A1 (en) | Secondary battery module | |
| US9551753B2 (en) | Electric storage system determining operation of current breaker | |
| JP2004063397A (en) | Batteries, assembled batteries, and vehicles | |
| JP2010272430A (en) | Battery system for vehicle | |
| CN107749444B (en) | Battery module and method for monitoring a battery module | |
| CN107834122B (en) | Device and method for automatically heating a battery | |
| JP5487945B2 (en) | Storage element status determination system | |
| JP5673512B2 (en) | Power storage system and temperature estimation method for power storage element | |
| JP2016012494A (en) | battery | |
| JP5861623B2 (en) | Temperature control system | |
| JP2020004532A (en) | Battery temperature controller | |
| JP7151592B2 (en) | power storage device | |
| US12160012B2 (en) | Battery pack and vehicle including same | |
| US20160293927A1 (en) | Battery Cell for a Battery and Method for producing a Battery Cell | |
| WO2012147128A1 (en) | Vehicle power source and vehicle | |
| JP2011238468A (en) | Power storage device and vehicle | |
| JP2009016235A (en) | Power storage device |