蓄電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠抑制特定的收容部中的內(nèi)壓過度地上升的蓄電裝置。蓄電裝置（10）具有多個(gè)發(fā)電元件（20A～20F）、殼體（100）和閥（10c）。發(fā)電元件進(jìn)行充放電，多個(gè)發(fā)電元件串聯(lián)地電連接。多個(gè)收容部分別收容多個(gè)發(fā)電元件并沿規(guī)定方向排列。連通路（106）根據(jù)收容部的內(nèi)壓，從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。在連通路處于開放狀態(tài)時(shí)，在規(guī)定方向相鄰的兩個(gè)收容部之間，氣體可以移動(dòng)。閥被設(shè)置在特定的收容部，將在殼體的內(nèi)部產(chǎn)生的氣體排出到殼體的外部。將發(fā)電元件除外的各收容部?jī)?nèi)的剩余空間在特定的收容部中最大。
【專利說明】蓄電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在殼體內(nèi)被隔開的多個(gè)收容部中分別收容有多個(gè)發(fā)電元件的蓄電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I中記載的電池，將沿單一方向排列的多個(gè)收容部設(shè)置在殼體的內(nèi)部，在各收容部中收容有發(fā)電元件。多個(gè)發(fā)電元件串聯(lián)地電連接，在殼體中設(shè)置有與一部分發(fā)電元件電連接的正極端子、和與其他發(fā)電元件電連接的負(fù)極端子。
[0003]多個(gè)收容部通過連通路連接。如果從被收容在特定的收容部中的發(fā)電元件產(chǎn)生氣體，則氣體在連通路中移動(dòng)并移動(dòng)到其他的收容部。另外，在殼體(特定的收容部)中設(shè)置有一個(gè)閥，閥將被導(dǎo)入到特定的收容部的氣體排出到殼體的外部。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-346763號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-311015號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)3:日本特開2004-319096號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在從發(fā)電元件沒有產(chǎn)生氣體時(shí)，可以將連通路設(shè)為關(guān)閉狀態(tài)。即，能夠以相互獨(dú)立的空間構(gòu)成多個(gè)收容部。并且，在從發(fā)電元件產(chǎn)生了氣體時(shí)，通過使連通路從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)，可以使氣體向其他的收容部移動(dòng)。
[0009]在相鄰的兩個(gè)收容部通過連通路連接的構(gòu)成中，有時(shí)在接近設(shè)置有閥的收容部的一側(cè)的收容部(稱為第I收容部)中的內(nèi)壓，變得比離設(shè)置有閥的收容部較遠(yuǎn)的一側(cè)的收容部(稱為第2收容部)中的內(nèi)壓高。該情況下，在第2收容部產(chǎn)生的氣體難以通過第I收容部，向設(shè)置有閥的收容部移動(dòng)。在第2收容部中，有時(shí)由于氣體的產(chǎn)生，內(nèi)壓持續(xù)上升，對(duì)殼體給予過度的負(fù)荷。
[0010]作為本申請(qǐng)第I發(fā)明的蓄電裝置，具有多個(gè)發(fā)電元件、殼體和閥。發(fā)電元件進(jìn)行充放電，多個(gè)發(fā)電元件串聯(lián)地電連接。多個(gè)收容部分別收容有多個(gè)發(fā)電元件，并沿規(guī)定方向排列。連通路根據(jù)收容部的內(nèi)壓，從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。在連通路處于開放狀態(tài)時(shí)，在規(guī)定方向上相鄰的兩個(gè)收容部之間，氣體可以移動(dòng)。閥被設(shè)置在特定的收容部，使在殼體的內(nèi)部產(chǎn)生的氣體排出到殼體的外部。將發(fā)電元件除外的各收容部?jī)?nèi)的剩余空間，在特定的收容部中最大。
[0011]根據(jù)本申請(qǐng)第I發(fā)明，通過使收容部的剩余空間不同，可以在氣體從發(fā)電元件產(chǎn)生時(shí)，使收容部的內(nèi)壓不同。由于特定的收容部中的剩余空間最大，因此可以使特定的收容部的內(nèi)壓最低，能夠使從其他的收容部產(chǎn)生的氣體流向特定的收容部。如果使氣體移動(dòng)到特定的收容部，則可以從設(shè)置在特定的收容部的閥將氣體排出。
[0012]將特定的收容部除外的其他的收容部中的剩余空間，可以為其他的收容部在規(guī)定方向上與特定的收容部離得越遠(yuǎn)就越小。由此，在各收容部中產(chǎn)生氣體時(shí)，可以使各收容部的內(nèi)壓與特定的收容部離得越遠(yuǎn)就越大。因此，容易使氣體從與特定的收容部離得最遠(yuǎn)的收容部，朝向特定的收容部移動(dòng)。如果將氣體導(dǎo)入特定的收容部，則可以將氣體從設(shè)置在特定的收容部的閥排出。
[0013]在多個(gè)發(fā)電元件具有相同體積的情況下，可以使特定的收容部的容積比其他的收容部的容積大。通過使收容部的容積不同，能夠使收容部的剩余空間不同，以滿足上述的關(guān)系。其他的收容部與特定的收容部在規(guī)定方向離得越遠(yuǎn)，可以越減小其他的收容部的容積。
[0014]在多個(gè)收容部具有相同容積，并且多個(gè)發(fā)電元件具有相同容量的情況下，可以使收容在特定的收容部中的發(fā)電元件的體積比收容在其他的收容部中的發(fā)電元件的體積小。通過使發(fā)電元件的體積不同，可以使收容部的剩余空間不同，以滿足上述的關(guān)系。在進(jìn)行蓄電裝置的充放電時(shí)，優(yōu)選抑制多個(gè)發(fā)電元件中的容量的偏差(不均勻)。
[0015]發(fā)電元件，由進(jìn)行充放電的反應(yīng)區(qū)域和反應(yīng)區(qū)域以外的未反應(yīng)區(qū)域構(gòu)成。如果使未反應(yīng)區(qū)域的體積不同，則可以不使多個(gè)發(fā)電元件的容量不同而使多個(gè)發(fā)電元件的體積不同。具體地講，可以使收容在特定的收容部的發(fā)電元件的未反應(yīng)區(qū)域比收容在其他的收容部的發(fā)電元件的未反應(yīng)區(qū)域小。并且，可以使其他的收容部與特定的收容部在規(guī)定方向離得越遠(yuǎn)，收容在其他的收容部的發(fā)電元件的未反應(yīng)區(qū)域的體積就越大。
[0016]各收容部中可以填充電解液。在多個(gè)收容部具有相同容積，并且多個(gè)發(fā)電元件具有相同體積的情況下，可以使填充到特定的收容部的電解液的量比填充到其他的收容部的電解液的量小。通過使電解液的量不同，可以使收容部的剩余空間不同，以滿足上述的關(guān)系。在此，可以使其他的收容部與特定的收容部在規(guī)定方向離得越遠(yuǎn)，就越增加填充到其他的收容部中的電解液的量。
[0017]作為本申請(qǐng)第2發(fā)明的蓄電裝置，具有多個(gè)發(fā)電元件、殼體和閥。發(fā)電元件進(jìn)行充放電，多個(gè)發(fā)電元件串聯(lián)地電連接。殼體具有多個(gè)收容部和連通路。多個(gè)收容部分別收容多個(gè)發(fā)電元件，并沿規(guī)定方向排列。連通路根據(jù)收容部的內(nèi)壓從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。在連通路處于開放狀態(tài)時(shí)，在規(guī)定方向上相鄰的兩個(gè)收容部之間，氣體可以移動(dòng)。閥被設(shè)置在特定的收容部，將在殼體的內(nèi)部產(chǎn)生的氣體排出到殼體的外部。在此，發(fā)電元件的容量在被收容到特定的收容部的發(fā)電元件中最大。
[0018]根據(jù)本申請(qǐng)第2發(fā)明，通過使發(fā)電元件的容量不同，可以使從發(fā)電元件產(chǎn)生的氣體的量不同。具體地講，發(fā)電元件的容量變得越大，越可以減少氣體的量。如果使氣體的量不同，則可以使收容部的內(nèi)壓不同。被收容到特定的收容部中的發(fā)電元件的容量最大，因此可以使特定的收容部的內(nèi)壓最低，能夠使從其他的收容部產(chǎn)生的氣體流向特定的收容部。如果使氣體移動(dòng)到特定的收容部，則可以從設(shè)置在特定的收容部的閥將氣體排出。
[0019]其他的收容部與特定的收容部在規(guī)定方向離得越遠(yuǎn)，可以越減小收容在其他的收容部中的發(fā)電元件的容量。通過這樣設(shè)定發(fā)電元件的容量，可以從與特定的收容部離得最遠(yuǎn)的收容部，朝向特定的收容部，減小收容部的內(nèi)壓，能夠容易使氣體從與特定的收容部離得最遠(yuǎn)的收容部，朝向特定的收容部移動(dòng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是實(shí)施例1中的電池組件(pack)的分解圖。[0021]圖2是實(shí)施例1中的電池模塊(module)的截面圖。
[0022]圖3是表示實(shí)施例1中的發(fā)電元件的構(gòu)成的概略圖。
[0023]圖4是表示實(shí)施例1中收容部的位置和收容部的容積的關(guān)系的圖。
[0024]圖5是說明實(shí)施例1的電池模塊中氣體的移動(dòng)路徑的圖。
[0025]圖6是表示實(shí)施例2中發(fā)電元件的位置和發(fā)電元件的體積的關(guān)系的圖。
[0026]圖7是表示實(shí)施例3中收容部的位置、和填充到收容部?jī)?nèi)的電解液的量的關(guān)系的圖。
[0027]圖8是表示實(shí)施例4中發(fā)電元件的位置和發(fā)電元件的容量的關(guān)系的圖。
[0028]圖9是表示收容部的位置和收容部的溫度的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]對(duì)于作為本發(fā)明的實(shí)施例1的電池組件的構(gòu)成，使用圖1進(jìn)行說明。在圖1中，X軸、Y軸和Z軸是相互正交的軸，本實(shí)施例中，將Z軸設(shè)為相當(dāng)于垂直方向的軸。X軸、Y軸和Z軸的關(guān)系在其他的附圖中也同樣。
[0032]圖1是電池組件I的分解圖。電池組件I可以搭載于車輛上，作為該車輛，有混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車?；旌蟿?dòng)力汽車中，作為用于使車輛行駛的動(dòng)力源，除了電池組件I以夕卜，還使用內(nèi)燃機(jī)、燃料電池這樣其他的動(dòng)力源。另外，電動(dòng)汽車中，作為車輛的動(dòng)力源，僅使用電池組件I。
[0033]電池組件I具有電池堆2、和收容電池堆2的包裝殼體3。包裝殼體3具有相互連接的上殼體3a和下殼體3b。電池堆2具有沿X方向排列的多個(gè)電池模塊(相當(dāng)于蓄電裝置)10，多個(gè)電池模塊10串聯(lián)地電連接。
[0034]接線盒(junction box)4被配置在X方向上與電池堆2相鄰的位置。包裝殼體3也收容接線盒4。接線盒4收容電池堆2的充放電控制所使用的電子設(shè)備。作為接線盒4中所收容的電子設(shè)備，有例如繼電器、電流傳感器、監(jiān)視單元。
[0035]繼電器通過在開和關(guān)之間切換來切換電池堆2和負(fù)荷之間的電連接。電流傳感器是為檢測(cè)在電池堆2流動(dòng)的電流而使用的。監(jiān)視單元監(jiān)視例如電池堆2的電流值、電壓值和溫度。監(jiān)視單元基于電流傳感器的輸出監(jiān)視電池堆2的電流值。監(jiān)視單元監(jiān)視例如電池堆2的總電壓、電池模塊10的電壓值。溫度傳感器被安裝到電池堆2中時(shí)，監(jiān)視單元基于溫度傳感器的輸出監(jiān)視電池堆2的溫度。
[0036]一對(duì)端板11被配置在X方向上的電池堆2的兩端。拘束帶12沿X方向延伸，拘束帶12的兩端與一對(duì)端板11連接。本實(shí)施例中，兩個(gè)拘束帶12被配置在電池堆2的上表面，兩個(gè)拘束帶12被配置在電池堆2的下表面。通過使用端板11和拘束帶12，可以對(duì)多個(gè)電池模塊10給予拘束力。拘束力是在X方向上夾持電池模塊10的力。
[0037]電池模塊10具有正極端子IOa和負(fù)極端子10b。圖1中，僅表不出位于X方向上的電池堆2的兩端位置的電池模塊10的正極端子IOa和負(fù)極端子10b。正極端子IOa和負(fù)極端子IOb被設(shè)置在Y方向上的各電池模塊10的兩側(cè)面。
[0038]在X方向上相鄰的兩個(gè)電池模塊10，通過母線串聯(lián)地電連接。母線與一個(gè)電池模塊10的正極端子IOa和另一個(gè)電池模塊10的負(fù)極端子IOb連接。母線模塊13具有多個(gè)母線和保持多個(gè)母線的支架。支架由樹脂這樣的絕緣材料形成。母線模塊13在Y方向上分別配置在夾持電池堆2的位置。
[0039]電池模塊10的表面(X-Z平面)上，形成有沿X方向突出的多個(gè)肋(rib)。通過在X方向上相鄰的兩個(gè)電池模塊10相互接觸，在兩個(gè)電池模塊10之間形成空間。該空間成為電池模塊10的溫度調(diào)節(jié)所使用的熱交換介質(zhì)移動(dòng)的通路。將電池組件I搭載于車輛時(shí)，作為熱交換介質(zhì)，可以使用例如車廂內(nèi)的空氣。所謂車廂，是乘客乘車的空間。
[0040]電池模塊10的溫度上升時(shí)，通過向在兩個(gè)電池模塊10之間形成的空間流通冷卻用的熱交換介質(zhì)，可以抑制電池模塊10的溫度上升。電池模塊10過度冷卻時(shí)，通過向在兩個(gè)電池模塊10之間形成的空間流通加熱用的熱交換介質(zhì)，可以抑制電池模塊10的溫度降低。
[0041]接著，對(duì)于電池模塊10的結(jié)構(gòu)，使用圖2進(jìn)行說明。圖2是表示電池模塊10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖，是用Y-Z平面切斷了電池模塊10時(shí)的截面圖。
[0042]電池模塊10具有模塊殼體100，模塊殼體100具有殼體主體101和蓋102。蓋102堵塞在殼體主體101的上部形成的開口部。殼體主體101的開口部是為將發(fā)電元件20A?20F收容到殼體主體101中而使用的。殼體主體101具有6個(gè)收容部102A?102F，收容部102A?102F被隔壁IOla間隔。6個(gè)收容部102A?102F在Y方向上排列。
[0043]本實(shí)施例中，模塊殼體100中設(shè)置有6個(gè)收容部102A?102F，但不限于此。收容部的數(shù)量可以適當(dāng)設(shè)定。
[0044]收容部102A?102F分別收容有發(fā)電元件20A?20F。發(fā)電元件20A?20F是能夠進(jìn)行充放電的元件，具有相同構(gòu)成。
[0045]發(fā)電元件20(20A?20F)如圖3所示，具有正極板21、負(fù)極板22、和配置在正極板21與負(fù)極板22之間的隔板(含有電解液)23。正極板21具有集電板2la、和在集電板21a的表面形成的正極活性物質(zhì)層21b。正極活性物質(zhì)層21b在集電板21a的兩面形成，在集電板21a的一部分區(qū)域沒有形成正極活性物質(zhì)層21b。正極活性物質(zhì)層21b含有正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑等。
[0046]負(fù)極板22具有集電板22a、和在集電板22a的表面形成的負(fù)極活性物質(zhì)層22b。負(fù)極活性物質(zhì)層22b在集電板22a的兩面形成，在集電板22a的一部分區(qū)域沒有形成負(fù)極活性物質(zhì)層22b。負(fù)極活性物質(zhì)層22b含有負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑等。
[0047]作為發(fā)電元件20 (20A?20F)，可以使用鎳氫電池或鋰離子電池這樣的二次電池中所使用的公知的構(gòu)成。另外，也可以使用雙電層電容器(電容器，condenser)的構(gòu)成替代二次電池。
[0048]收容部102A?102F中填充電解液。填充到收容部102A?102F中的電解液滲入發(fā)電元件20A?20F中，并且存在于收容部102A?102F之中的將發(fā)電元件20A?20F除外的空間。電解液滲入隔板23和活性物質(zhì)層21b、22b中。在本實(shí)施例中，填充到收容部102A?102F中的電解液的量相同。
[0049]再者，本實(shí)施例中，使用電解液，但也可以使用固體電解質(zhì)。即,可以使用固體電解質(zhì)替代含有電解液的隔板23。固體電解質(zhì)包含無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)和有機(jī)固體電解質(zhì)。
[0050]在發(fā)電元件20A?20F連接有正極極耳24a和負(fù)極極耳24b。正極極耳24a與發(fā)電元件20A?20F的正極板21連接，負(fù)極極耳24b與發(fā)電元件20A?20F的負(fù)極板22連接。發(fā)電元件20A的正極極耳24a通過形成于模塊殼體100 (殼體主體101)中的連接孔103，與正極端子IOa連接。發(fā)電元件20A的負(fù)極極耳24b通過形成于模塊殼體100 (隔壁IOla)中的連接孔105，與發(fā)電元件20B的正極極耳24a連接。
[0051]發(fā)電元件20B?20E，與在Y方向上相鄰的發(fā)電元件電連接。發(fā)電元件20F的正極極耳24a，通過形成于隔壁IOla的連接孔105，與發(fā)電元件20E的負(fù)極極耳24b連接。發(fā)電元件20F的負(fù)極極耳24b，通過形成于殼體主體101的連接孔104，與負(fù)極端子IOb連接。
[0052]在隔壁IOla的上部設(shè)置有連通路106。連通路106是為了連接在Y方向上相鄰的兩個(gè)收容部102A?102F而設(shè)置的。收容部102A?102F的內(nèi)壓沒有上升時(shí)，連通路106處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0053]通過將連通路106設(shè)為關(guān)閉狀態(tài)，能夠抑制被收容在各收容部102A?102F中的各發(fā)電元件20A?20F的容量發(fā)生變化。各發(fā)電元件20A?20F的容量依賴于在各收容部102A?102F的內(nèi)部存在的氣體，換句話說依賴于各收容部102A?102F的內(nèi)壓。
[0054]在此，如果將連通路106保持為開放狀態(tài)，則特定的收容部?jī)?nèi)的氣體向與特定的收容部在Y方向上相鄰的其他的收容部移動(dòng)。如果氣體移動(dòng)，則被收容到特定的收容部中的發(fā)電元件的容量發(fā)生變化，變得難以基于發(fā)電元件的容量控制電池模塊10的充放電。因此，本實(shí)施例中，為了在Y方向上相鄰的兩個(gè)收容部102A?102F之間抑制氣體的移動(dòng)，在一定條件的基礎(chǔ)上，將連通路106設(shè)為關(guān)閉狀態(tài)。另外，通過將連通路106設(shè)為關(guān)閉狀態(tài)，能夠阻止被填充到各收容部102A?102F中的電解液向其他的收容部移動(dòng)。
[0055]在Y方向上相鄰的兩個(gè)收容部102A?102F中的內(nèi)壓差到達(dá)閾值時(shí)，連通路106從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。例如，當(dāng)氣體從發(fā)電元件20A產(chǎn)生，從而收容部102A的內(nèi)壓上升得比收容部102B的內(nèi)壓高時(shí)，連通路106從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。在收容部102A的內(nèi)部存在的氣體通過連通路106向收容部102B移動(dòng)。
[0056]連通路106僅允許單一方向的氣體移動(dòng)。具體地講，連通路106僅允許從收容部102A向收容部102B的氣體移動(dòng)。連通路106可以由例如止逆閥構(gòu)成。
[0057]閥IOc被設(shè)置在收容部102E上。模塊殼體100的內(nèi)壓到達(dá)閥IOc的工作壓力時(shí)，閥IOc從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。由此，閥IOc將在模塊殼體100的內(nèi)部產(chǎn)生的氣體向模塊殼體100的外部排出。
[0058]作為閥10c，可以使用所謂破壞型的閥或所謂恢復(fù)型的閥。破壞型的閥IOc是從關(guān)閉狀態(tài)不可逆地變化為開放狀態(tài)的閥?；謴?fù)型的閥是在關(guān)閉狀態(tài)和開放狀態(tài)之間可逆地變化的閥?；謴?fù)型的閥根據(jù)模塊殼體100的內(nèi)部和外部的壓力，在關(guān)閉狀態(tài)和開放狀態(tài)之間變化。
[0059]在收容部102E產(chǎn)生的氣體流向閥10c，從閥IOc排出到模塊殼體100的外部。在收容部102A?102D、102F產(chǎn)生的氣體，一邊通過連通路106，一邊流向收容部102E，從閥IOc排出到模塊殼體100的外部。
[0060]在本實(shí)施例中，發(fā)電兀件20A?20F具有相同尺寸,具有相同構(gòu)成。另一方面,對(duì)于收容部102A?102F，如以下說明那樣，使各收容部102A?102F的容積不同。圖4是表示各收容部102A?102F的容積和收容部102A?102F的位置的關(guān)系的圖。
[0061]收容部102E的容積最大。收容部102F的容積比收容部102E的容積小。另外，收容部102D的容積比收容部102E的容積小。收容部102FU02D的容積可以相同，也可以相互不同。收容部102C的容積比收容部102D的容積小，收容部102B的容積比收容部102C的容積小。收容部102A的容積比收容部102B的容積小。
[0062]本實(shí)施例中，收容部102A的容積最小，但不限于此。例如，可以使收容部102A和收容部102F的容積相等，或使收容部102F的容積最小。
[0063]作為使收容部102A?102F的容積不同的方法，例如可以根據(jù)收容部102A?102F的位置，使殼體主體101 (包含隔壁IOla)的厚度不同。例如，可以使形成收容部102A的殼體主體101的厚度最厚，使形成收容部102E的殼體主體101的厚度最薄。
[0064]另一方面，也可以先制造收容部102A?102F的容積相等的殼體主體101，將填充收容部102A?102F的一部分空間的填充構(gòu)件收容在收容部102A?102F中。填充構(gòu)件可以沿著收容部102A?102F的內(nèi)壁面配置。該情況下，填充構(gòu)件優(yōu)選具有沿著收容部102A?102F的內(nèi)壁面的形狀。
[0065]使用填充構(gòu)件時(shí)，例如可以不在收容部102E中收容填充構(gòu)件，而僅在其他的收容部102A?102D、102F中收容填充構(gòu)件。填充構(gòu)件的厚度可以根據(jù)收容部102A?102D、102F不同。
[0066]本實(shí)施例中，如圖4所示，設(shè)置有閥IOc的收容部102E的容積最大，隨著從收容部102E沿Y方向遠(yuǎn)離，收容部102A?102DU02F的容積階段性地變小。當(dāng)這樣設(shè)定收容部102A?102F的容積時(shí)，如圖5所示，可以在收容部102A?102F中，產(chǎn)生用箭頭表示的氣體的流動(dòng)。
[0067]在由于電池模塊10的過充電等，氣體從發(fā)電元件20A?20F產(chǎn)生時(shí)，氣體留在各收容部102A?102F中，各收容部102A?102F的內(nèi)壓上升。各收容部102A?102F成為密閉狀態(tài)，因此從發(fā)電元件20A?20F產(chǎn)生的氣體留在各收容部102A?102F之中將發(fā)電元件20A?20F除外的空間。如果氣體持續(xù)產(chǎn)生，則各收容部102A?102F的內(nèi)壓上升。
[0068]本實(shí)施例中，收容部102A的容積最小，因此從發(fā)電元件20A?20F產(chǎn)生的氣體的量相等時(shí)，收容部102A的內(nèi)壓最容易上升。如果收容部102A的內(nèi)壓到達(dá)閾值，則位于收容部102A和收容部102B之間的連通路106從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)，收容部102A的氣體向收容部102B移動(dòng)。由此，氣體留在收容部102AU02B，可以使收容部102A、102B的內(nèi)壓均等化。
[0069]收容部102AU02B的內(nèi)壓到達(dá)閾值時(shí)，位于收容部102B和收容部102C之間的連通路106從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。收容部102B的容積比收容部102C的容積小，因此收容部102AU02B的內(nèi)壓容易變得比收容部102C的內(nèi)壓高，收容部102AU02B的氣體通過開放狀態(tài)的連通路106，向收容部102C移動(dòng)。由此，氣體留在收容部102A?102C，可以使收容部102A?102C的內(nèi)壓均等化。
[0070]收容部102A?102C的內(nèi)壓到達(dá)閾值時(shí)，位于收容部102C和收容部102D之間的連通路106從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。收容部102C的容積比收容部102D的容積小，因此收容部102A?102C的內(nèi)壓容易變得比收容部102D的內(nèi)壓高，收容部102A?102C的氣體通過開放狀態(tài)的連通路106，向收容部102D移動(dòng)。由此，氣體留在收容部102A?102D，可以使收容部102A?102D的內(nèi)壓均等化。
[0071]收容部102A?102D的內(nèi)壓到達(dá)閾值時(shí)，位于收容部102D和收容部102E之間的連通路106從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。收容部102D的容積比收容部102E的容積小，因此收容部102A?102D的內(nèi)壓容易變得比收容部102E的內(nèi)壓高，收容部102A?102D的氣體通過開放狀態(tài)的連通路106，向收容部102E移動(dòng)。由此，氣體留在收容部102A?102E，可以使收容部102A?102D的內(nèi)壓均等化。
[0072]另一方面，收容部102F的內(nèi)壓到達(dá)閾值時(shí)，位于收容部102F和收容部102E之間的連通路106從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。收容部102F的容積比收容部102E的容積小，因此收容部102F的內(nèi)壓容易變得比收容部102E的內(nèi)壓高，收容部102F的氣體通過開放狀態(tài)的連通路106，向收容部102E移動(dòng)。由此，氣體留在收容部102EU02F，可以使收容部102E、102F的內(nèi)壓均等化。
[0073]模塊殼體100 (收容部102A?102F)的內(nèi)壓到達(dá)閥IOc的工作壓力時(shí)，閥IOc從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。通過閥IOc從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)，可以將在模塊殼體100的內(nèi)部產(chǎn)生的氣體向模塊殼體100的外部排出。
[0074]根據(jù)本實(shí)施例，通過使各收容部102A?102F的容積不同，可以使各收容部102A?102F的內(nèi)壓從收容部102A向收容部102E減少，從收容部102F向收容部102E減少。由此，可以使氣體從收容部102A向收容部102E，或者從收容部102F向收容部102E順利地移動(dòng)。另外，氣體從收容部102A向收容部102E移動(dòng)時(shí)，可以使在Y方向上相鄰的兩個(gè)收容部中的內(nèi)壓均等化地使氣體移動(dòng)。
[0075]使收容部102A?102F的容積均一時(shí)，例如有時(shí)收容部102B的內(nèi)壓變得比收容部102A的內(nèi)壓高。該情況下，在收容部102A產(chǎn)生的氣體變得難以向收容部102B移動(dòng)。如果在收容部102A產(chǎn)生的氣體難以向收容部102B移動(dòng)的狀態(tài)持續(xù)，則收容部102A的內(nèi)壓持續(xù)上升，對(duì)收容部102A (模塊殼體100)施加了過度的負(fù)荷。
[0076]本實(shí)施例中，可以使氣體從收容部102A向收容部102E順利地移動(dòng)，并使氣體從收容部102F向收容部102E順利地移動(dòng)。因此，可以防止在特定的收容部(收容部102A?102DU02F的某一個(gè))產(chǎn)生的氣體不向收容部102E移動(dòng)，從而特定的收容部的內(nèi)壓過度地上升。另外，氣體從收容部102A向收容部102E移動(dòng)時(shí)，可以使由連通路106連接的多個(gè)收容部的內(nèi)壓均等化。因此，在包含全部收容部102A?102F在內(nèi)的模塊殼體100的內(nèi)壓到達(dá)閥IOc的工作壓力時(shí)，可以使閥IOc從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)。
[0077]本實(shí)施例中，使收容部102E的容積最大，隨著從收容部102E在Y方向上遠(yuǎn)離，使收容部102A?102DU02F的容積階段性地減小，但不限于此。具體地講，只要收容部102E的容積比其他的收容部102A?102DU02F的容積大即可。例如，可以使收容部102E的容積最大，使其他的收容部102A?102DU02F的容積相等。即使在該情況下，也可以將在收容部102A?102DU02F產(chǎn)生的氣體導(dǎo)向收容部102E，并從閥IOc向模塊殼體100的外部排出。
[0078]在本實(shí)施例中，在Y方向上相鄰的兩個(gè)收容部102A?102F的容積之差，可以考慮在各收容部102A?102F設(shè)定的內(nèi)壓適當(dāng)設(shè)定。具體地講，可以使在Y方向上相鄰的兩個(gè)收容部102A?102F的容積相同或不同。
[0079]實(shí)施例2
[0080]對(duì)于作為本發(fā)明的實(shí)施例2的電池模塊10進(jìn)行說明。在本實(shí)施例中，對(duì)于與實(shí)施例I中說明了的構(gòu)件相同的構(gòu)件，使用相同標(biāo)記，省略詳細(xì)的說明。本實(shí)施例中，主要對(duì)于與實(shí)施例1的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
[0081]實(shí)施例1中，使收容部102A?102F的容積不同，但本實(shí)施例中，使收容部102A?102F的容積相等，并且使發(fā)電元件20A?20F的體積不同。本實(shí)施例中，收容部102A?102F的容積相等，發(fā)電元件20A?20F的容量也相等。
[0082]圖6是表示發(fā)電元件20A?20F的體積和發(fā)電元件20A?20F的位置的關(guān)系的圖。發(fā)電元件20E的體積最小，發(fā)電元件20F、20D的體積比發(fā)電元件20E的體積大。發(fā)電元件20F、20D的體積可以相同，也可以相互不同。
[0083]發(fā)電元件20C的體積比發(fā)電元件20D的體積大，發(fā)電元件20B的體積比發(fā)電元件20C的體積大。另外，發(fā)電元件20A的體積最大。本實(shí)施例中，使發(fā)電元件20A的體積最大，但不限于此。例如，可以使發(fā)電元件20A、20F的體積相等，或使發(fā)電元件20F的體積最大。
[0084]使收容部102A?102F的體積相等時(shí)，收容部102A?102F之中的將發(fā)電元件20A?20F除外的剩余空間根據(jù)發(fā)電元件20A?20F的體積變化。發(fā)電元件20A?20F的體積越大，剩余空間就越小。另外，氣體從發(fā)電元件20A?20F產(chǎn)生時(shí)，剩余空間越小，收容部102A?102F的內(nèi)壓就越容易上升。
[0085]發(fā)電元件20A?20F具有參與充放電的反應(yīng)區(qū)域、和將反應(yīng)區(qū)域除外的未反應(yīng)區(qū)域。作為變更發(fā)電元件20A?20F的體積的情況，可以變更未反應(yīng)區(qū)域的體積。由此，可以不使發(fā)電元件20A?20F的容量不同，而使發(fā)電元件20A?20F的體積不同。
[0086]例如，可以變更隔板23的尺寸，或在發(fā)電元件20A?20F的外面，設(shè)置僅用于使發(fā)電元件20A?20F的體積增加的填充構(gòu)件。隔板23的尺寸，是未反應(yīng)區(qū)域的尺寸，包含與正極板21和負(fù)極板22的疊層方向正交的方向的長(zhǎng)度。填充構(gòu)件是能夠填埋剩余空間的構(gòu)件即可，例如可以使用由聚丙烯形成的板。填充構(gòu)件的形狀可以根據(jù)收容部102A?102F和發(fā)電元件20A?20F的形狀適當(dāng)設(shè)定。
[0087]根據(jù)本實(shí)施例，與實(shí)施例1同樣，收容部102A的內(nèi)壓最高，可以使內(nèi)壓從收容部102A向收容部102E階段性地降低。由此，可以容易使氣體從收容部102A向收容部102E移動(dòng)。另外，能夠使收容部102F的內(nèi)壓比收容部102E的內(nèi)壓高，因此可以容易使氣體從收容部102F向收容部102E移動(dòng)。由此，可以將在收容部102A?102DU02F產(chǎn)生的氣體導(dǎo)向收容部102E，從閥IOc排出。因此，可以防止僅一部分的收容部的內(nèi)壓過度地上升。
[0088]本實(shí)施例中，使發(fā)電元件20E的體積最小，隨著從發(fā)電元件20E在Y方向上遠(yuǎn)離，使發(fā)電元件20A?20D、20F的體積階段性地增大，但不限于此。具體地講，只要發(fā)電元件20E的體積比其他的發(fā)電元件20A?20D、20F的體積小即可。例如，可以使發(fā)電元件20E的體積最小，使其他的發(fā)電元件20A?20D、20F的體積相等。即使在該情況下，也可以將在收容部102A?102DU02F產(chǎn)生的氣體導(dǎo)向收容部102E，從閥IOc向模塊殼體100的外部排出。
[0089]在本實(shí)施例中，在Y方向上相鄰的兩個(gè)發(fā)電元件20A?20F的體積之差可以相同或不同?？梢钥紤]在各收容部102A?102F設(shè)定的內(nèi)壓，決定體積之差。
[0090]實(shí)施例3
[0091]對(duì)于作為本發(fā)明的實(shí)施例3的電池模塊10進(jìn)行說明。在本實(shí)施例中，對(duì)于與實(shí)施例I中說明了的構(gòu)件相同的構(gòu)件，使用相同標(biāo)記，省略詳細(xì)的說明。本實(shí)施例中，主要對(duì)于與實(shí)施例2的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
[0092]實(shí)施例2中，使發(fā)電元件20A?20F的體積不同，但本實(shí)施例中，使填充到收容部102A?102F中的電解液的量不同。在此所說的電解液的量，是在收容部102A?102F的剩余空間中存在的電解液的量(體積)。
[0093]本實(shí)施例中，收容部102A?102F的容積相互相等，發(fā)電元件20A?20F的體積相
互相等。
[0094]圖7是表示剩余空間中存在的電解液的量(體積)和收容部102A?102F的位置的關(guān)系的圖。收容部102E中，電解液的量最少。收容部102DU02F中的電解液的量比收容部102E中的電解液的量多。收容部102D、102F中的電解液的量可以相同，也可以相互不同。
[0095]收容部102C中的電解液的量比收容部102D中的電解液的量多，收容部102B中的電解液的量比收容部102C中的電解液的量多。收容部102A中的電解液的量比收容部102B中的電解液的量多。本實(shí)施例中，收容部102A中的電解液的量最多，但不限于此。具體地講，可以使收容部102A、102F中的電解液的量相等，或使收容部102F中的電解液的量最多。
[0096]本實(shí)施例中，使收容部102E中的電解液的量最多，隨著從收容部102E沿Y方向遠(yuǎn)離，收容部102A?102DU02F中的電解液的量階段性地增多。電解液的量越多，剩余空間就越小，因此氣體從發(fā)電元件20A?20F產(chǎn)生時(shí)，收容部102A?102F的內(nèi)壓變得容易上升。
[0097]通過如本實(shí)施例那樣設(shè)定電解液的量，與實(shí)施例1同樣，收容部102A的內(nèi)壓變得最高，可以從收容部102A向收容部102E使內(nèi)壓階段性地降低。由此，可以容易使氣體從收容部102A向收容部102E移動(dòng)。另外，能夠使收容部102F的內(nèi)壓比收容部102E的內(nèi)壓高，因此可以容易使氣體從收容部102F向收容部102E移動(dòng)。由此，可以將在收容部120A?120DU02F產(chǎn)生的氣體導(dǎo)向收容部102E，并從閥IOc排出。因此，能夠防止僅一部分的收容部的內(nèi)壓過度地上升。
[0098]本實(shí)施例中，使收容部102E中的電解液的量最小，隨著從收容部102E沿Y方向遠(yuǎn)離，使電解液的量階段性地增多，但不限于此。具體地講，只要收容部102E中的電解液的量比其他的收容部102A?102DU02F中的電解液的量小即可。例如，可以使收容部102E中的電解液的量最小，并使其他的收容部120A?102DU02F中的電解液的量相等。即使在該情況下，也能夠?qū)⒃谑杖莶?20A?120DU02F產(chǎn)生的氣體導(dǎo)向收容部102E，并從閥IOc向模塊殼體100的外部排出。
[0099]在本實(shí)施例中，在Y方向上相鄰的兩個(gè)收容部102A?102F中的電解液的量之差可以相同，也可以不同?？梢钥紤]在收容部102A?102F設(shè)定的內(nèi)壓，決定電解液的量之差。
[0100]上述的實(shí)施例1?3中，使收容部102A?102F的容積(稱為第I參數(shù))、發(fā)電元件20A?20F的體積(稱為第2參數(shù))、收容部102A?102F中的電解液的量(稱為第3參數(shù))的某一個(gè)不同，但不限于此。
[0101]S卩，可以使從第I參數(shù)到第3參數(shù)之中的至少兩個(gè)參數(shù)不同。如實(shí)施例1?3說明的那樣，使設(shè)置有閥IOc的收容部102E中的剩余空間比收容部120A?120D、102F中的剩余空間大即可。更優(yōu)選隨著從收容部102E沿Y方向遠(yuǎn)離,剩余空間階段性地變大。
[0102]實(shí)施例4
[0103]對(duì)于作為本發(fā)明的實(shí)施例4的電池模塊10進(jìn)行說明。在本實(shí)施例中，對(duì)于與實(shí)施例I中說明了的構(gòu)件相同的構(gòu)件，使用相同標(biāo)記，省略詳細(xì)的說明。本實(shí)施例中，主要對(duì)于與實(shí)施例2的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
[0104]實(shí)施例2中，不變更發(fā)電元件20A?20F的反應(yīng)區(qū)域的尺寸,換言之,不使發(fā)電元件20A?20F的容量不同，而變更發(fā)電元件20A?20F的體積。本實(shí)施例中，不使發(fā)電元件20A?20F的體積不同，而使發(fā)電元件20A?20F的容量不同。如果不使發(fā)電元件20A?20F的體積不同，而使發(fā)電兀件20A?20F的反應(yīng)區(qū)域的尺寸不同，貝U可以僅使發(fā)電兀件20A?20F的容量不同。
[0105]在本實(shí)施例中，收容部102A?102F的容積相互相等，填充到收容部102A?102F中的電解液的量相互相等。
[0106]圖8表示了發(fā)電元件20A?20F的容量和發(fā)電元件20A?20F的位置的關(guān)系。發(fā)電元件20E的容量最大，發(fā)電元件20D、20F的容量比發(fā)電元件20E的容量小。發(fā)電元件20D、20F的容量可以相同，也可以相互不同。
[0107]發(fā)電元件20C的容量比發(fā)電元件20D的容量小，發(fā)電元件20B的容量比發(fā)電元件20C小。發(fā)電元件20A的容量比發(fā)電元件20B的容量小。本實(shí)施例中，使發(fā)電元件20A的容量最小，但不限于此。具體地講，可以使發(fā)電元件20F的容量最小，或使發(fā)電元件20A、20F
的容量相等。
[0108]如果使發(fā)電元件20A?20F的容量過于不同，則依賴于容量最小的發(fā)電元件20A，進(jìn)行電池模塊10的充放電，變得難以有效地利用其它的發(fā)電元件20B?20F。因此，例如，可以預(yù)先決定能夠允許發(fā)電元件20A?20F的容量的偏差的范圍,在允許范圍內(nèi)，使發(fā)電元件20A?20F的容量不同。由此，在對(duì)電池模塊10進(jìn)行充放電時(shí)，可以效率良好地利用全部發(fā)電元件20A?20F。
[0109]本實(shí)施例中，發(fā)電元件20E的容量最大，隨著從發(fā)電元件20E沿Y方向遠(yuǎn)離,使發(fā)電元件20A?20D、20F的容量階段性地減小。發(fā)電元件20A?20F的容量越大，就越能夠減少?gòu)陌l(fā)電元件20A?20F產(chǎn)生的氣體的量。因此，可以使收容部102E的內(nèi)壓比其他的收容部102A?102DU02F的內(nèi)壓低。另外，可以使收容部102A?102E的內(nèi)壓從收容部102A向收容部102E階段性地降低。
[0110]根據(jù)本實(shí)施例，與實(shí)施例1同樣可以容易使氣體從收容部102A向收容部102E移動(dòng)，并容易使氣體從收容部102F向收容部102E移動(dòng)。由此，可以將在全部收容部102A?102F產(chǎn)生的氣體從閥IOc向模塊殼體100的外部排出，能夠防止僅一部分的收容部的內(nèi)壓過度地上升。
[0111]在本實(shí)施例中，在Y方向上相鄰的兩個(gè)發(fā)電元件20A?20F的容量之差可以相同或不同?？梢钥紤]在收容部102A?102F設(shè)定的內(nèi)壓決定容量之差。
[0112]上述的實(shí)施例1?4中，僅考慮了收容部102A?102F的位置，但不限于此。具體地講，也可以不僅考慮收容部102A?102F的位置，也考慮收容部102A?102F的溫度分布。
[0113]電池模塊10如圖1中說明那樣，在X方向上排列配置。將多個(gè)電池模塊10沿X方向排列時(shí)，Y方向上的各電池模塊10的中央部難以散熱，熱容易滯留。另外，Y方向上的電池模塊10的兩端部容易散熱，熱難以滯留。因此，電池模塊10中，有時(shí)發(fā)生圖9所示的溫度分布。
[0114]在溫度容易上升的收容部，有時(shí)容易產(chǎn)生氣體，收容部的內(nèi)壓容易上升。因此，可以考慮圖9所示的溫度分布，調(diào)整在各收容部102A?102F設(shè)定的內(nèi)壓。具體地講，可以考慮圖9所示的溫度分布，設(shè)定在Y方向上相鄰的兩個(gè)收容部102A?102F中的內(nèi)壓之差。
[0115]例如，可以使位于Y方向上的電池模塊10的中央部的兩個(gè)收容部102B、102C中的內(nèi)壓之差，比位于Y方向上的電池模塊10的端部的兩個(gè)收容部102A、102B中的內(nèi)壓之差大。如果這樣決定內(nèi)壓之差，則可以考慮各收容部102A?102F的內(nèi)壓，決定收容部102A?102F的容積、發(fā)電元件20A?20F的體積、電解液的量、發(fā)電元件20A?20F的容積。使用實(shí)施例1 (圖4)中說明的構(gòu)成進(jìn)行說明，可以使收容部102B、102C的容積之差，比收容部102AU02B的容積之差大。
[0116]實(shí)施例1?4的電池模塊10中，閥IOc被設(shè)置在收容部102E上，但不限于此。即，能夠以設(shè)置有閥IOc的收容部為基準(zhǔn)，決定收容部102A?102F的容積、發(fā)電元件20A?20F的體積、電解液的量、發(fā)電元件20A?20F的容量。例如，在使收容部102A?102F的容積不同時(shí)，使設(shè)置有閥IOc的收容部的容積最大，隨著從設(shè)置有閥IOc的收容部沿Y方向遠(yuǎn)離，使收容部的容積階段性地減小即可。
【權(quán)利要求】
1.一種蓄電裝置，其特征在于，具有: 串聯(lián)地電連接，進(jìn)行充放電的多個(gè)發(fā)電元件； 殼體，其具備多個(gè)收容部和連通路，所述多個(gè)收容部分別收容所述多個(gè)發(fā)電元件，并沿規(guī)定方向排列，所述連通路根據(jù)所述收容部的內(nèi)壓從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)，在所述開放狀態(tài)中，在所述規(guī)定方向相鄰的兩個(gè)所述收容部之間允許氣體的移動(dòng)；和 閥，其被設(shè)置在特定的所述收容部，將在所述殼體的內(nèi)部產(chǎn)生的氣體向所述殼體的外部排出， 將所述發(fā)電元件除外的所述各收容部?jī)?nèi)的剩余空間，在所述特定的收容部中最大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電裝置，其特征在于，將所述特定的收容部除外的其他的所述收容部，具有在所述規(guī)定方向上與所述特定的收容部離得越遠(yuǎn)就變得越小的所述剩余空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電裝置，其特征在于，所述多個(gè)發(fā)電元件具有相同體積， 所述特定的收容部的容積比其他的所述收容部的容積大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電裝置，其特征在于，所述多個(gè)收容部具有相同容積，并且所述多個(gè)發(fā)電元件具有相同容量， 被收容到所述特定的收容部中的所述發(fā)電元件的體積，比被收容到其他的所述收容部中的所述發(fā)電元件的體積小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電裝置，其特征在于，所述發(fā)電元件具有進(jìn)行充放電的反應(yīng)區(qū)域、和所述反應(yīng)區(qū)域以外的未反應(yīng)區(qū)域， 被收容到所述特定的收容部中的所述發(fā)電元件的所述未反應(yīng)區(qū)域，比被收容到所述其他的收容部中的所述發(fā)電元件的所述未反應(yīng)區(qū)域小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電裝置，其特征在于，具有被填充到所述各收容部中的電解液， 所述多個(gè)收容部具有相同容積，并且所述多個(gè)發(fā)電元件具有相同體積， 被填充到所述特定的收容部中的所述電解液的量，比被填充到其他的所述收容部中的所述電解液的量小。
7.一種蓄電裝置，其特征在于，具有: 串聯(lián)地電連接，進(jìn)行充放電的多個(gè)發(fā)電元件； 殼體，其具備多個(gè)收容部和連通路，所述多個(gè)收容部分別收容所述多個(gè)發(fā)電元件，并沿規(guī)定方向排列，所述連通路根據(jù)所述收容部的內(nèi)壓從關(guān)閉狀態(tài)變化為開放狀態(tài)，在所述開放狀態(tài)中，在所述規(guī)定方向相鄰的兩個(gè)所述收容部之間允許氣體的移動(dòng)；和 閥，其被設(shè)置在特定的所述收容部，將在所述殼體的內(nèi)部產(chǎn)生的氣體向所述殼體的外部排出， 所述發(fā)電元件的容量，在被收容到所述特定的收容部中的所述發(fā)電元件中最大。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄電裝置，其特征在于，將所述特定的收容部除外的其他的所述收容部，收容所述發(fā)電元件，該發(fā)電元件在所述規(guī)定方向上與所述特定的收容部離得越遠(yuǎn)容量就變得越小。
【文檔編號(hào)】H01M2/10GK103430348SQ201180069263
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月16日
【發(fā)明者】奧村素宜, 大田佳史, 久保正彥, 伊部有紀(jì)子 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社