二次电池的制作方法_4

文档序号:9893776阅读:来源:国知局
对于空气供给部66的空气48的供给方向为法线的面69,并且朝向盖体20的顶壁30的方向,因此能够使从风扇54输出的空气48顺利地流通至热量输送部60。
[0080]特别是,通过使气室70的出口(也是空气导向部68的入口)的管路变窄,能够将从风扇54输出的空气48积存在气室70内,使压力上升至一定,并从出口排出。
[0081 ]另外,由于热量输送部60的管路80具有以下形状:以空气48的主方向为法线方向的截面82的形状为长方形,并且朝向散热部62,截面82的面积不变,因此在气室70内能够使压力上升至一定,使供给的空气48不发生流动偏斜并且以一定流速朝向散热部62流通。同样地,由于散热部62的管路86具有以下形状:以空气48的主方向为法线方向的截面88的形状是长方形,并且朝向下游侧,截面88的面积不变,因此能够使压力一定使供给的空气不发生流动偏斜并且以一定流速朝向风道50外流通。另外,空气导向部68与散热部62比热量输送部60朝向下侧。由此,风扇54不驱动时,空气的自然对流引起的热量移动得到抑制,能够维持二次电池10的高绝热性。
[0082 ] 而且,如图3所示,在该二次电池1中,就组合电池18而言,多个单电池16沿着空气48的主方向串联连接。此处,若关注一个组块42,则构成组块42的多个电路串44之中,靠近第一侧壁46a的单电池16很好地得到冷却,远离第一侧壁46a的单电池16的冷却程度变低。由于这种冷却程度的区别在构成一个组块42的多个电路串44中相同,因此所有电路串44通过充放电来使用,在特性或老化程度等上基本不会产生偏差。因此,在设置风道50的情况下,优选将风道50的宽度方向作为单电池16的并联方向,将风道50的长度方向(空气48的主方向)作为单电池16的串联方向设置。
[0083]另外,在二次电池10中,将空气导向部68、热量输送部60以及散热部62的各管路高度hb、hc以及hd设定为10-30mm。这是由于,如果是不足10mm,则压力损失变大,需要使风扇54的驱动能力变大。这会导致风扇54的尺寸或驱动功率变高,作为电池的能量密度或系统效率降低,同时还导致成本的高额化,因此不优选。若超过30mm,则热量输送部60内会产生对流,容易从箱体14内散热,绝热性能降低。因此,空气导向部68、热量输送部60以及散热部62的各管路高度hb、hc以及hd优选为10-30mm。
[0084]然而,对水平方向上设置的热量输送部60而言,由于管路80的中央部分易弯曲,而且由于具有真空绝热结构的盖体20的重量,因此存在无法将上述管路80的高度he维持在10-30mm的情况。因此,优选在热量输送部60的管路80内设置多个支撑部84。由此,能够使热量输送部60的管路80的整体维持在10-30mm,并且,也可通过热量输送部60支撑盖体20。在此情况下,例如通过将热量输送部60内的支撑部84沿着单电池16的串联方向设置,将热量输送部60的下表面60a的鳍片78沿着单电池16的并联方向设置,能够通过支撑部84和鳍片78以十字形支撑热量输送部60,从而提高风道50的防止热变形效果。
[0085]另外,鳍片78的排列数,相对于单电池16的串联方向的单电池数S,优选按照每个s的1/1-1/4倍的范围进行排列。鳍片78的数量较少时,组合电池18内部的单电池16之间冷却程度存在差异。其结果,单电池16之间的温度差变大,无法充分获得每个单电池16的电性能,会导致一部分单电池16的老化。另一方面,如果鳍片78的数量过多,则需要较多的材料,同时组装工时增加,因此不优选。
[0086]另外,热量输送部60的支撑部84的排列数为优选每隔200-1000mm进行排列。热量输送部60的高度he优选为10-30mm。由于箱体14的内部在温度300-360°C的高温下长期使用,因此若考虑热变形或热膨胀,则支撑部84较多的情况是优选的,但是若支撑部84的数量过多,则需要较多的材料,同时组装工时增加,因此不优选。另一方面,相对于热变形,从热量输送部60的高度he的容许高度变化来看,优选高度的20倍以上。
[0087]另外,如图6所示,在风道50的至少热量输送部60之中,优选使空气48流动的管路80的横向宽度Wa(单电池16的并联方向的长度)比单电池16的并联方向的总宽度短1-2列大小。在此情况下,在热量输送部60内,从空气的导入方向看在左右两侧(与第三侧壁46c以及第四侧壁46d接近的部分),分别设置沿着空气的流通方向的隔板112。由此,能够使管路80的横向宽度Wa比单电池16的并联方向的总宽度短1-2列大小。此处,将热量输送部60中的管路80的横向宽度Wa设置为与单电池16的并联方向的总宽度相同时,通过来自箱体14的侧面(第三侧壁46c以及第四侧壁46d)的散热、以及由空气48向风道50流通所进行的散热,存在接近箱体14的侧面的单电池16比在中央部分排列的单电池受到更强烈冷却,从而组合电池18中的单电池16的并联方向的温度变得不均匀的可能。因此,如上所述,使风道50的至少热量输送部60中的管路80的横向宽度Wa(单电池16的并联方向的长度)比单电池16的并联方向的总宽度短1-2列大小。更详细来说,使管路80的横向宽度Wa变短为风道50的单电池16的并联方向两侧未到达箱体14的侧面(第三侧壁46c以及第四侧壁46d)的程度。由此,接近箱体14的侧面的单电池16不会受到强烈冷却,可使组合电池18中的单电池16的并联方向的温度变得均匀。
[0088]另外,优选使从风道50的空气导入部58至热量输送部60的入口附近的横向宽度Wb(单电池16的并联方向的长度:参照图4)比单电池16的并联方向的总宽度短1-2列大小,使从热量输送部60的出口附近至散热部62的横向宽度Wc (参照图4)比单电池16的并联方向的总宽度短0-1列大小。由此,可使组合电池18中的单电池16的串联方向的温度变得均匀。
[0089]接着,参照图7A-图13B对本实施方式的二次电池10的几个变形例,进行说明。
[0090]首先,如图7A以及图7B所示,第一变形例的二次电池1a具有与上述二次电池10大致相同的结构,在以下方面不同。
[0091]S卩,热量输送部60设置在盖体20的顶壁30与箱体14之间,并且,如图7B所示,从箱体14的中央部分向周边部分呈涡状进行配管。管路的截面形状可以是圆形,也可以是四边形等。热量输送部60从箱体14的第一侧壁46a与盖体20的檐32之间,沿着箱体14的第一侧壁46a设置。
[0092]通过将热量输送部60的管路设置为涡状,使管路长度变大,例如使用一个风扇54对多个二次电池1a进行强制冷却时,在多个二次电池1a之间,即使配管长度存在一些不同,空气阻力也没有很大差别,因此能够向各二次电池1a均匀地供给空气。另外,通过向高温的模块中央直接供给低温空气,能够重点地进行冷却,使箱体14的温度变得均匀。
[0093]接着,如图8所示,第二变形例的二次电池1b具有与上述二次电池10大致相同的结构,在以下方面不同。
[0094]S卩,盖体20与风道50—体化构成。在图8中,示出了通过在盖体20的中空部34组装风道50进行一体化的例子。盖体20与风道50的接触部分是气密密封的,从而盖体20的真空绝热结构得到维持。作为盖体20与风道50的接触部分,可以列举例如盖体20与风道50的空气导向部68、盖体20与风道50的鳍片78、盖体20与风道50的散热部62。作为一体化的方法,另外可列举焊接或用双头螺栓连接等方法。
[0095]通过使盖体20与风道50—体化,与将盖体20与风道50作为单独的零件的情况相比,可使盖体20和风道50的重叠部分的两片金属部成为一片,将会减少热传导性良好的金属部分的面积(散热面积),从而能够提高热效率。另外,由于减少了部件数量,因此二次电池1b的组装变得容易,能够实现组装工时的减少、组装时间的缩短。
[0096]接着,如图9A以及图9B所示,第三变形例的二次电池1c具有与上述二次电池10大致相同的结构,但在具有设置在箱体14与盖体20之间的绝热材料114方面不同。
[0097]绝热材料114在箱体14之中,靠近作为流体导入侧的第一侧壁46a设置。在图9A中,在硅砂24与风道50之间设置有绝热材料114,特别示出了在硅砂24内埋入绝热材料114的例子。当然,如图10所示,也可将绝热材料114的一部分埋入在硅砂24内。
[0098]此处,参照图9B对绝热材料114的大小进行说明。首先,将从箱体14的第三侧壁46c的外侧面至第四侦_46d的外侧面之间的距离表示为La,将从第三侦_46c的内侦_至第四侧壁46d的内侧面之间的距离表示为Lb。将从绝热材料114的从第三侧壁46c沿第四侧壁46d的方向(单电池16的并联方向y)延伸的距离表示为Lc,将从绝热材料114的从第一侧壁46a沿第二侧壁46b的方向(单电池16的串联方向X)延伸的距离表示为Ld。另外,将从箱体14的第一侧壁46a的内侧面至第二侧壁46b的内侧面之间的距离表示为Le。
[0099]此时,具有以下大小关系。
Lc > La,或
Lb<Lc<La,或 Lc < Lb Ld<Le/20
[0100]未设置绝热材料114的部分形成有间隙116。因此,例如在绝热材料114载置于硅砂24上的情况、或一部分埋入在硅砂24内的情况下,通过间隙116,箱体14内的内容物例如硅砂24等露出,如上所述,能够通过风道50的鳍片78提高从组合电池18向风道50的热传导。
[0101]此外,绝热材料114也可载置在箱体14的上端面,也可不载置在箱体14的上端面。另外,作为绝热材料114的构成材料,可列举陶瓷纤维等。
[0102]然而,若伴随着风扇54的驱动,冷空气48被供给至风道50,则由于空气48的温度较低,根据其温度差,较多的热量被带走,在箱体14内,作为流体导入侧的第一侧壁46a附近被冷却。其结果,通常而言,由侧面温度传感器102b检测出的温度Dk为预先设定的下限阈值温度Dth3 (例如300 °C)以下,第一侧面加热器22a-第四侧面加热器22d被通电。在此情况下,由于通过风扇驱动电路96对风扇54进行驱动以及通过侧面加热器驱动电路110向第一侧面加热器22a-第四侧面加热器22d进行通电,因此存在系统效率降低的可能。
[0103]因此,通过在箱体14与盖体20之间设置绝热材料114,第一侧壁46a的外侧面的温度难以传递至箱体14内部。其结果,即使在通过风扇驱动电路96对风扇54进行驱动的过程中,也能够避免第一侧面加热器22a-第四侧面加热器22d通电。由此,由于能够抑制系统效率的降低,因此是更加优选的。
[0104]另外,如图6所示,在风道50的至少热量输送部60之中,在通过隔板112使空气48流动的管路80的横向宽度Wa比单电池16的并联方向的总宽度短1-2列大小的情况下,由于比隔板112靠近外侧部分的空间117空气48不流通,因此通常而言,热量基本不会被空气48带走。但是,在由金属等热传导系数较高的材料构成风道50的情况下,存在空气48引起的温度降低,经由构成比隔板112靠近外侧的部分的金属部,传递至箱体14内部的可能。在此情况下,热平衡恶化,系统效率降低。
[0105]因此,如图1IA以
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1