蓄电装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够抑制特定的收容部中的内压过度地上升的蓄电装置。蓄电装置（10）具有多个发电元件（20A～20F）、壳体（100）和阀（10c）。发电元件进行充放电，多个发电元件串联地电连接。多个收容部分别收容多个发电元件并沿规定方向排列。连通路（106）根据收容部的内压，从关闭状态变化为开放状态。在连通路处于开放状态时，在规定方向相邻的两个收容部之间，气体可以移动。阀被设置在特定的收容部，将在壳体的内部产生的气体排出到壳体的外部。将发电元件除外的各收容部内的剩余空间在特定的收容部中最大。
【专利说明】蓄电装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及在壳体内被隔开的多个收容部中分别收容有多个发电元件的蓄电装置。
【背景技术】
[0002]专利文献I中记载的电池，将沿单一方向排列的多个收容部设置在壳体的内部，在各收容部中收容有发电元件。多个发电元件串联地电连接，在壳体中设置有与一部分发电元件电连接的正极端子、和与其他发电元件电连接的负极端子。
[0003]多个收容部通过连通路连接。如果从被收容在特定的收容部中的发电元件产生气体，则气体在连通路中移动并移动到其他的收容部。另外，在壳体(特定的收容部)中设置有一个阀，阀将被导入到特定的收容部的气体排出到壳体的外部。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献1:日本特开2003-346763号公报
[0006]专利文献2:日本特开2008-311015号公报
[0007]专利文献3:日本特开2004-319096号公报
【发明内容】
[0008]在从发电元件没有产生气体时，可以将连通路设为关闭状态。即，能够以相互独立的空间构成多个收容部。并且，在从发电元件产生了气体时，通过使连通路从关闭状态变化为开放状态，可以使气体向其他的收容部移动。
[0009]在相邻的两个收容部通过连通路连接的构成中，有时在接近设置有阀的收容部的一侧的收容部(称为第I收容部)中的内压，变得比离设置有阀的收容部较远的一侧的收容部(称为第2收容部)中的内压高。该情况下，在第2收容部产生的气体难以通过第I收容部，向设置有阀的收容部移动。在第2收容部中，有时由于气体的产生，内压持续上升，对壳体给予过度的负荷。
[0010]作为本申请第I发明的蓄电装置，具有多个发电元件、壳体和阀。发电元件进行充放电，多个发电元件串联地电连接。多个收容部分别收容有多个发电元件，并沿规定方向排列。连通路根据收容部的内压，从关闭状态变化为开放状态。在连通路处于开放状态时，在规定方向上相邻的两个收容部之间，气体可以移动。阀被设置在特定的收容部，使在壳体的内部产生的气体排出到壳体的外部。将发电元件除外的各收容部内的剩余空间，在特定的收容部中最大。
[0011]根据本申请第I发明，通过使收容部的剩余空间不同，可以在气体从发电元件产生时，使收容部的内压不同。由于特定的收容部中的剩余空间最大，因此可以使特定的收容部的内压最低，能够使从其他的收容部产生的气体流向特定的收容部。如果使气体移动到特定的收容部，则可以从设置在特定的收容部的阀将气体排出。
[0012]将特定的收容部除外的其他的收容部中的剩余空间，可以为其他的收容部在规定方向上与特定的收容部离得越远就越小。由此，在各收容部中产生气体时，可以使各收容部的内压与特定的收容部离得越远就越大。因此，容易使气体从与特定的收容部离得最远的收容部，朝向特定的收容部移动。如果将气体导入特定的收容部，则可以将气体从设置在特定的收容部的阀排出。
[0013]在多个发电元件具有相同体积的情况下，可以使特定的收容部的容积比其他的收容部的容积大。通过使收容部的容积不同，能够使收容部的剩余空间不同，以满足上述的关系。其他的收容部与特定的收容部在规定方向离得越远，可以越减小其他的收容部的容积。
[0014]在多个收容部具有相同容积，并且多个发电元件具有相同容量的情况下，可以使收容在特定的收容部中的发电元件的体积比收容在其他的收容部中的发电元件的体积小。通过使发电元件的体积不同，可以使收容部的剩余空间不同，以满足上述的关系。在进行蓄电装置的充放电时，优选抑制多个发电元件中的容量的偏差(不均匀)。
[0015]发电元件，由进行充放电的反应区域和反应区域以外的未反应区域构成。如果使未反应区域的体积不同，则可以不使多个发电元件的容量不同而使多个发电元件的体积不同。具体地讲，可以使收容在特定的收容部的发电元件的未反应区域比收容在其他的收容部的发电元件的未反应区域小。并且，可以使其他的收容部与特定的收容部在规定方向离得越远，收容在其他的收容部的发电元件的未反应区域的体积就越大。
[0016]各收容部中可以填充电解液。在多个收容部具有相同容积，并且多个发电元件具有相同体积的情况下，可以使填充到特定的收容部的电解液的量比填充到其他的收容部的电解液的量小。通过使电解液的量不同，可以使收容部的剩余空间不同，以满足上述的关系。在此，可以使其他的收容部与特定的收容部在规定方向离得越远，就越增加填充到其他的收容部中的电解液的量。
[0017]作为本申请第2发明的蓄电装置，具有多个发电元件、壳体和阀。发电元件进行充放电，多个发电元件串联地电连接。壳体具有多个收容部和连通路。多个收容部分别收容多个发电元件，并沿规定方向排列。连通路根据收容部的内压从关闭状态变化为开放状态。在连通路处于开放状态时，在规定方向上相邻的两个收容部之间，气体可以移动。阀被设置在特定的收容部，将在壳体的内部产生的气体排出到壳体的外部。在此，发电元件的容量在被收容到特定的收容部的发电元件中最大。
[0018]根据本申请第2发明，通过使发电元件的容量不同，可以使从发电元件产生的气体的量不同。具体地讲，发电元件的容量变得越大，越可以减少气体的量。如果使气体的量不同，则可以使收容部的内压不同。被收容到特定的收容部中的发电元件的容量最大，因此可以使特定的收容部的内压最低，能够使从其他的收容部产生的气体流向特定的收容部。如果使气体移动到特定的收容部，则可以从设置在特定的收容部的阀将气体排出。
[0019]其他的收容部与特定的收容部在规定方向离得越远，可以越减小收容在其他的收容部中的发电元件的容量。通过这样设定发电元件的容量，可以从与特定的收容部离得最远的收容部，朝向特定的收容部，减小收容部的内压，能够容易使气体从与特定的收容部离得最远的收容部，朝向特定的收容部移动。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是实施例1中的电池组件(pack)的分解图。[0021]图2是实施例1中的电池模块(module)的截面图。
[0022]图3是表示实施例1中的发电元件的构成的概略图。
[0023]图4是表示实施例1中收容部的位置和收容部的容积的关系的图。
[0024]图5是说明实施例1的电池模块中气体的移动路径的图。
[0025]图6是表示实施例2中发电元件的位置和发电元件的体积的关系的图。
[0026]图7是表示实施例3中收容部的位置、和填充到收容部内的电解液的量的关系的图。
[0027]图8是表示实施例4中发电元件的位置和发电元件的容量的关系的图。
[0028]图9是表示收容部的位置和收容部的温度的关系的图。
【具体实施方式】
[0029]对于本发明的实施例进行说明。
[0030]实施例1
[0031]对于作为本发明的实施例1的电池组件的构成，使用图1进行说明。在图1中，X轴、Y轴和Z轴是相互正交的轴，本实施例中，将Z轴设为相当于垂直方向的轴。X轴、Y轴和Z轴的关系在其他的附图中也同样。
[0032]图1是电池组件I的分解图。电池组件I可以搭载于车辆上，作为该车辆，有混合动力汽车和电动汽车。混合动力汽车中，作为用于使车辆行驶的动力源，除了电池组件I以夕卜，还使用内燃机、燃料电池这样其他的动力源。另外，电动汽车中，作为车辆的动力源，仅使用电池组件I。
[0033]电池组件I具有电池堆2、和收容电池堆2的包装壳体3。包装壳体3具有相互连接的上壳体3a和下壳体3b。电池堆2具有沿X方向排列的多个电池模块(相当于蓄电装置)10，多个电池模块10串联地电连接。
[0034]接线盒(junction box)4被配置在X方向上与电池堆2相邻的位置。包装壳体3也收容接线盒4。接线盒4收容电池堆2的充放电控制所使用的电子设备。作为接线盒4中所收容的电子设备，有例如继电器、电流传感器、监视单元。
[0035]继电器通过在开和关之间切换来切换电池堆2和负荷之间的电连接。电流传感器是为检测在电池堆2流动的电流而使用的。监视单元监视例如电池堆2的电流值、电压值和温度。监视单元基于电流传感器的输出监视电池堆2的电流值。监视单元监视例如电池堆2的总电压、电池模块10的电压值。温度传感器被安装到电池堆2中时，监视单元基于温度传感器的输出监视电池堆2的温度。
[0036]一对端板11被配置在X方向上的电池堆2的两端。拘束带12沿X方向延伸，拘束带12的两端与一对端板11连接。本实施例中，两个拘束带12被配置在电池堆2的上表面，两个拘束带12被配置在电池堆2的下表面。通过使用端板11和拘束带12，可以对多个电池模块10给予拘束力。拘束力是在X方向上夹持电池模块10的力。
[0037]电池模块10具有正极端子IOa和负极端子10b。图1中，仅表不出位于X方向上的电池堆2的两端位置的电池模块10的正极端子IOa和负极端子10b。正极端子IOa和负极端子IOb被设置在Y方向上的各电池模块10的两侧面。
[0038]在X方向上相邻的两个电池模块10，通过母线串联地电连接。母线与一个电池模块10的正极端子IOa和另一个电池模块10的负极端子IOb连接。母线模块13具有多个母线和保持多个母线的支架。支架由树脂这样的绝缘材料形成。母线模块13在Y方向上分别配置在夹持电池堆2的位置。
[0039]电池模块10的表面(X-Z平面)上，形成有沿X方向突出的多个肋(rib)。通过在X方向上相邻的两个电池模块10相互接触，在两个电池模块10之间形成空间。该空间成为电池模块10的温度调节所使用的热交换介质移动的通路。将电池组件I搭载于车辆时，作为热交换介质，可以使用例如车厢内的空气。所谓车厢，是乘客乘车的空间。
[0040]电池模块10的温度上升时，通过向在两个电池模块10之间形成的空间流通冷却用的热交换介质，可以抑制电池模块10的温度上升。电池模块10过度冷却时，通过向在两个电池模块10之间形成的空间流通加热用的热交换介质，可以抑制电池模块10的温度降低。
[0041]接着，对于电池模块10的结构，使用图2进行说明。图2是表示电池模块10的内部结构的图，是用Y-Z平面切断了电池模块10时的截面图。
[0042]电池模块10具有模块壳体100，模块壳体100具有壳体主体101和盖102。盖102堵塞在壳体主体101的上部形成的开口部。壳体主体101的开口部是为将发电元件20A?20F收容到壳体主体101中而使用的。壳体主体101具有6个收容部102A?102F，收容部102A?102F被隔壁IOla间隔。6个收容部102A?102F在Y方向上排列。
[0043]本实施例中，模块壳体100中设置有6个收容部102A?102F，但不限于此。收容部的数量可以适当设定。
[0044]收容部102A?102F分别收容有发电元件20A?20F。发电元件20A?20F是能够进行充放电的元件，具有相同构成。
[0045]发电元件20(20A?20F)如图3所示，具有正极板21、负极板22、和配置在正极板21与负极板22之间的隔板(含有电解液)23。正极板21具有集电板2la、和在集电板21a的表面形成的正极活性物质层21b。正极活性物质层21b在集电板21a的两面形成，在集电板21a的一部分区域没有形成正极活性物质层21b。正极活性物质层21b含有正极活性物质、导电剂和粘结剂等。
[0046]负极板22具有集电板22a、和在集电板22a的表面形成的负极活性物质层22b。负极活性物质层22b在集电板22a的两面形成，在集电板22a的一部分区域没有形成负极活性物质层22b。负极活性物质层22b含有负极活性物质、导电剂和粘结剂等。
[0047]作为发电元件20 (20A?20F)，可以使用镍氢电池或锂离子电池这样的二次电池中所使用的公知的构成。另外，也可以使用双电层电容器(电容器，condenser)的构成替代二次电池。
[0048]收容部102A?102F中填充电解液。填充到收容部102A?102F中的电解液渗入发电元件20A?20F中，并且存在于收容部102A?102F之中的将发电元件20A?20F除外的空间。电解液渗入隔板23和活性物质层21b、22b中。在本实施例中，填充到收容部102A?102F中的电解液的量相同。
[0049]再者，本实施例中，使用电解液，但也可以使用固体电解质。即,可以使用固体电解质替代含有电解液的隔板23。固体电解质包含无机固体电解质和有机固体电解质。
[0050]在发电元件20A?20F连接有正极极耳24a和负极极耳24b。正极极耳24a与发电元件20A?20F的正极板21连接，负极极耳24b与发电元件20A?20F的负极板22连接。发电元件20A的正极极耳24a通过形成于模块壳体100 (壳体主体101)中的连接孔103，与正极端子IOa连接。发电元件20A的负极极耳24b通过形成于模块壳体100 (隔壁IOla)中的连接孔105，与发电元件20B的正极极耳24a连接。
[0051]发电元件20B?20E，与在Y方向上相邻的发电元件电连接。发电元件20F的正极极耳24a，通过形成于隔壁IOla的连接孔105，与发电元件20E的负极极耳24b连接。发电元件20F的负极极耳24b，通过形成于壳体主体101的连接孔104，与负极端子IOb连接。
[0052]在隔壁IOla的上部设置有连通路106。连通路106是为了连接在Y方向上相邻的两个收容部102A?102F而设置的。收容部102A?102F的内压没有上升时，连通路106处于关闭状态。
[0053]通过将连通路106设为关闭状态，能够抑制被收容在各收容部102A?102F中的各发电元件20A?20F的容量发生变化。各发电元件20A?20F的容量依赖于在各收容部102A?102F的内部存在的气体，换句话说依赖于各收容部102A?102F的内压。
[0054]在此，如果将连通路106保持为开放状态，则特定的收容部内的气体向与特定的收容部在Y方向上相邻的其他的收容部移动。如果气体移动，则被收容到特定的收容部中的发电元件的容量发生变化，变得难以基于发电元件的容量控制电池模块10的充放电。因此，本实施例中，为了在Y方向上相邻的两个收容部102A?102F之间抑制气体的移动，在一定条件的基础上，将连通路106设为关闭状态。另外，通过将连通路106设为关闭状态，能够阻止被填充到各收容部102A?102F中的电解液向其他的收容部移动。
[0055]在Y方向上相邻的两个收容部102A?102F中的内压差到达阈值时，连通路106从关闭状态变化为开放状态。例如，当气体从发电元件20A产生，从而收容部102A的内压上升得比收容部102B的内压高时，连通路106从关闭状态变化为开放状态。在收容部102A的内部存在的气体通过连通路106向收容部102B移动。
[0056]连通路106仅允许单一方向的气体移动。具体地讲，连通路106仅允许从收容部102A向收容部102B的气体移动。连通路106可以由例如止逆阀构成。
[0057]阀IOc被设置在收容部102E上。模块壳体100的内压到达阀IOc的工作压力时，阀IOc从关闭状态变化为开放状态。由此，阀IOc将在模块壳体100的内部产生的气体向模块壳体100的外部排出。
[0058]作为阀10c，可以使用所谓破坏型的阀或所谓恢复型的阀。破坏型的阀IOc是从关闭状态不可逆地变化为开放状态的阀。恢复型的阀是在关闭状态和开放状态之间可逆地变化的阀。恢复型的阀根据模块壳体100的内部和外部的压力，在关闭状态和开放状态之间变化。
[0059]在收容部102E产生的气体流向阀10c，从阀IOc排出到模块壳体100的外部。在收容部102A?102D、102F产生的气体，一边通过连通路106，一边流向收容部102E，从阀IOc排出到模块壳体100的外部。
[0060]在本实施例中，发电兀件20A?20F具有相同尺寸,具有相同构成。另一方面,对于收容部102A?102F，如以下说明那样，使各收容部102A?102F的容积不同。图4是表示各收容部102A?102F的容积和收容部102A?102F的位置的关系的图。
[0061]收容部102E的容积最大。收容部102F的容积比收容部102E的容积小。另外，收容部102D的容积比收容部102E的容积小。收容部102FU02D的容积可以相同，也可以相互不同。收容部102C的容积比收容部102D的容积小，收容部102B的容积比收容部102C的容积小。收容部102A的容积比收容部102B的容积小。
[0062]本实施例中，收容部102A的容积最小，但不限于此。例如，可以使收容部102A和收容部102F的容积相等，或使收容部102F的容积最小。
[0063]作为使收容部102A?102F的容积不同的方法，例如可以根据收容部102A?102F的位置，使壳体主体101 (包含隔壁IOla)的厚度不同。例如，可以使形成收容部102A的壳体主体101的厚度最厚，使形成收容部102E的壳体主体101的厚度最薄。
[0064]另一方面，也可以先制造收容部102A?102F的容积相等的壳体主体101，将填充收容部102A?102F的一部分空间的填充构件收容在收容部102A?102F中。填充构件可以沿着收容部102A?102F的内壁面配置。该情况下，填充构件优选具有沿着收容部102A?102F的内壁面的形状。
[0065]使用填充构件时，例如可以不在收容部102E中收容填充构件，而仅在其他的收容部102A?102D、102F中收容填充构件。填充构件的厚度可以根据收容部102A?102D、102F不同。
[0066]本实施例中，如图4所示，设置有阀IOc的收容部102E的容积最大，随着从收容部102E沿Y方向远离，收容部102A?102DU02F的容积阶段性地变小。当这样设定收容部102A?102F的容积时，如图5所示，可以在收容部102A?102F中，产生用箭头表示的气体的流动。
[0067]在由于电池模块10的过充电等，气体从发电元件20A?20F产生时，气体留在各收容部102A?102F中，各收容部102A?102F的内压上升。各收容部102A?102F成为密闭状态，因此从发电元件20A?20F产生的气体留在各收容部102A?102F之中将发电元件20A?20F除外的空间。如果气体持续产生，则各收容部102A?102F的内压上升。
[0068]本实施例中，收容部102A的容积最小，因此从发电元件20A?20F产生的气体的量相等时，收容部102A的内压最容易上升。如果收容部102A的内压到达阈值，则位于收容部102A和收容部102B之间的连通路106从关闭状态变化为开放状态，收容部102A的气体向收容部102B移动。由此，气体留在收容部102AU02B，可以使收容部102A、102B的内压均等化。
[0069]收容部102AU02B的内压到达阈值时，位于收容部102B和收容部102C之间的连通路106从关闭状态变化为开放状态。收容部102B的容积比收容部102C的容积小，因此收容部102AU02B的内压容易变得比收容部102C的内压高，收容部102AU02B的气体通过开放状态的连通路106，向收容部102C移动。由此，气体留在收容部102A?102C，可以使收容部102A?102C的内压均等化。
[0070]收容部102A?102C的内压到达阈值时，位于收容部102C和收容部102D之间的连通路106从关闭状态变化为开放状态。收容部102C的容积比收容部102D的容积小，因此收容部102A?102C的内压容易变得比收容部102D的内压高，收容部102A?102C的气体通过开放状态的连通路106，向收容部102D移动。由此，气体留在收容部102A?102D，可以使收容部102A?102D的内压均等化。
[0071]收容部102A?102D的内压到达阈值时，位于收容部102D和收容部102E之间的连通路106从关闭状态变化为开放状态。收容部102D的容积比收容部102E的容积小，因此收容部102A?102D的内压容易变得比收容部102E的内压高，收容部102A?102D的气体通过开放状态的连通路106，向收容部102E移动。由此，气体留在收容部102A?102E，可以使收容部102A?102D的内压均等化。
[0072]另一方面，收容部102F的内压到达阈值时，位于收容部102F和收容部102E之间的连通路106从关闭状态变化为开放状态。收容部102F的容积比收容部102E的容积小，因此收容部102F的内压容易变得比收容部102E的内压高，收容部102F的气体通过开放状态的连通路106，向收容部102E移动。由此，气体留在收容部102EU02F，可以使收容部102E、102F的内压均等化。
[0073]模块壳体100 (收容部102A?102F)的内压到达阀IOc的工作压力时，阀IOc从关闭状态变化为开放状态。通过阀IOc从关闭状态变化为开放状态，可以将在模块壳体100的内部产生的气体向模块壳体100的外部排出。
[0074]根据本实施例，通过使各收容部102A?102F的容积不同，可以使各收容部102A?102F的内压从收容部102A向收容部102E减少，从收容部102F向收容部102E减少。由此，可以使气体从收容部102A向收容部102E，或者从收容部102F向收容部102E顺利地移动。另外，气体从收容部102A向收容部102E移动时，可以使在Y方向上相邻的两个收容部中的内压均等化地使气体移动。
[0075]使收容部102A?102F的容积均一时，例如有时收容部102B的内压变得比收容部102A的内压高。该情况下，在收容部102A产生的气体变得难以向收容部102B移动。如果在收容部102A产生的气体难以向收容部102B移动的状态持续，则收容部102A的内压持续上升，对收容部102A (模块壳体100)施加了过度的负荷。
[0076]本实施例中，可以使气体从收容部102A向收容部102E顺利地移动，并使气体从收容部102F向收容部102E顺利地移动。因此，可以防止在特定的收容部(收容部102A?102DU02F的某一个)产生的气体不向收容部102E移动，从而特定的收容部的内压过度地上升。另外，气体从收容部102A向收容部102E移动时，可以使由连通路106连接的多个收容部的内压均等化。因此，在包含全部收容部102A?102F在内的模块壳体100的内压到达阀IOc的工作压力时，可以使阀IOc从关闭状态变化为开放状态。
[0077]本实施例中，使收容部102E的容积最大，随着从收容部102E在Y方向上远离，使收容部102A?102DU02F的容积阶段性地减小，但不限于此。具体地讲，只要收容部102E的容积比其他的收容部102A?102DU02F的容积大即可。例如，可以使收容部102E的容积最大，使其他的收容部102A?102DU02F的容积相等。即使在该情况下，也可以将在收容部102A?102DU02F产生的气体导向收容部102E，并从阀IOc向模块壳体100的外部排出。
[0078]在本实施例中，在Y方向上相邻的两个收容部102A?102F的容积之差，可以考虑在各收容部102A?102F设定的内压适当设定。具体地讲，可以使在Y方向上相邻的两个收容部102A?102F的容积相同或不同。
[0079]实施例2
[0080]对于作为本发明的实施例2的电池模块10进行说明。在本实施例中，对于与实施例I中说明了的构件相同的构件，使用相同标记，省略详细的说明。本实施例中，主要对于与实施例1的不同点进行说明。
[0081]实施例1中，使收容部102A?102F的容积不同，但本实施例中，使收容部102A?102F的容积相等，并且使发电元件20A?20F的体积不同。本实施例中，收容部102A?102F的容积相等，发电元件20A?20F的容量也相等。
[0082]图6是表示发电元件20A?20F的体积和发电元件20A?20F的位置的关系的图。发电元件20E的体积最小，发电元件20F、20D的体积比发电元件20E的体积大。发电元件20F、20D的体积可以相同，也可以相互不同。
[0083]发电元件20C的体积比发电元件20D的体积大，发电元件20B的体积比发电元件20C的体积大。另外，发电元件20A的体积最大。本实施例中，使发电元件20A的体积最大，但不限于此。例如，可以使发电元件20A、20F的体积相等，或使发电元件20F的体积最大。
[0084]使收容部102A?102F的体积相等时，收容部102A?102F之中的将发电元件20A?20F除外的剩余空间根据发电元件20A?20F的体积变化。发电元件20A?20F的体积越大，剩余空间就越小。另外，气体从发电元件20A?20F产生时，剩余空间越小，收容部102A?102F的内压就越容易上升。
[0085]发电元件20A?20F具有参与充放电的反应区域、和将反应区域除外的未反应区域。作为变更发电元件20A?20F的体积的情况，可以变更未反应区域的体积。由此，可以不使发电元件20A?20F的容量不同，而使发电元件20A?20F的体积不同。
[0086]例如，可以变更隔板23的尺寸，或在发电元件20A?20F的外面，设置仅用于使发电元件20A?20F的体积增加的填充构件。隔板23的尺寸，是未反应区域的尺寸，包含与正极板21和负极板22的叠层方向正交的方向的长度。填充构件是能够填埋剩余空间的构件即可，例如可以使用由聚丙烯形成的板。填充构件的形状可以根据收容部102A?102F和发电元件20A?20F的形状适当设定。
[0087]根据本实施例，与实施例1同样，收容部102A的内压最高，可以使内压从收容部102A向收容部102E阶段性地降低。由此，可以容易使气体从收容部102A向收容部102E移动。另外，能够使收容部102F的内压比收容部102E的内压高，因此可以容易使气体从收容部102F向收容部102E移动。由此，可以将在收容部102A?102DU02F产生的气体导向收容部102E，从阀IOc排出。因此，可以防止仅一部分的收容部的内压过度地上升。
[0088]本实施例中，使发电元件20E的体积最小，随着从发电元件20E在Y方向上远离，使发电元件20A?20D、20F的体积阶段性地增大，但不限于此。具体地讲，只要发电元件20E的体积比其他的发电元件20A?20D、20F的体积小即可。例如，可以使发电元件20E的体积最小，使其他的发电元件20A?20D、20F的体积相等。即使在该情况下，也可以将在收容部102A?102DU02F产生的气体导向收容部102E，从阀IOc向模块壳体100的外部排出。
[0089]在本实施例中，在Y方向上相邻的两个发电元件20A?20F的体积之差可以相同或不同。可以考虑在各收容部102A?102F设定的内压，决定体积之差。
[0090]实施例3
[0091]对于作为本发明的实施例3的电池模块10进行说明。在本实施例中，对于与实施例I中说明了的构件相同的构件，使用相同标记，省略详细的说明。本实施例中，主要对于与实施例2的不同点进行说明。
[0092]实施例2中，使发电元件20A?20F的体积不同，但本实施例中，使填充到收容部102A?102F中的电解液的量不同。在此所说的电解液的量，是在收容部102A?102F的剩余空间中存在的电解液的量(体积)。
[0093]本实施例中，收容部102A?102F的容积相互相等，发电元件20A?20F的体积相
互相等。
[0094]图7是表示剩余空间中存在的电解液的量(体积)和收容部102A?102F的位置的关系的图。收容部102E中，电解液的量最少。收容部102DU02F中的电解液的量比收容部102E中的电解液的量多。收容部102D、102F中的电解液的量可以相同，也可以相互不同。
[0095]收容部102C中的电解液的量比收容部102D中的电解液的量多，收容部102B中的电解液的量比收容部102C中的电解液的量多。收容部102A中的电解液的量比收容部102B中的电解液的量多。本实施例中，收容部102A中的电解液的量最多，但不限于此。具体地讲，可以使收容部102A、102F中的电解液的量相等，或使收容部102F中的电解液的量最多。
[0096]本实施例中，使收容部102E中的电解液的量最多，随着从收容部102E沿Y方向远离，收容部102A?102DU02F中的电解液的量阶段性地增多。电解液的量越多，剩余空间就越小，因此气体从发电元件20A?20F产生时，收容部102A?102F的内压变得容易上升。
[0097]通过如本实施例那样设定电解液的量，与实施例1同样，收容部102A的内压变得最高，可以从收容部102A向收容部102E使内压阶段性地降低。由此，可以容易使气体从收容部102A向收容部102E移动。另外，能够使收容部102F的内压比收容部102E的内压高，因此可以容易使气体从收容部102F向收容部102E移动。由此，可以将在收容部120A?120DU02F产生的气体导向收容部102E，并从阀IOc排出。因此，能够防止仅一部分的收容部的内压过度地上升。
[0098]本实施例中，使收容部102E中的电解液的量最小，随着从收容部102E沿Y方向远离，使电解液的量阶段性地增多，但不限于此。具体地讲，只要收容部102E中的电解液的量比其他的收容部102A?102DU02F中的电解液的量小即可。例如，可以使收容部102E中的电解液的量最小，并使其他的收容部120A?102DU02F中的电解液的量相等。即使在该情况下，也能够将在收容部120A?120DU02F产生的气体导向收容部102E，并从阀IOc向模块壳体100的外部排出。
[0099]在本实施例中，在Y方向上相邻的两个收容部102A?102F中的电解液的量之差可以相同，也可以不同。可以考虑在收容部102A?102F设定的内压，决定电解液的量之差。
[0100]上述的实施例1?3中，使收容部102A?102F的容积(称为第I参数)、发电元件20A?20F的体积(称为第2参数)、收容部102A?102F中的电解液的量(称为第3参数)的某一个不同，但不限于此。
[0101]S卩，可以使从第I参数到第3参数之中的至少两个参数不同。如实施例1?3说明的那样，使设置有阀IOc的收容部102E中的剩余空间比收容部120A?120D、102F中的剩余空间大即可。更优选随着从收容部102E沿Y方向远离,剩余空间阶段性地变大。
[0102]实施例4
[0103]对于作为本发明的实施例4的电池模块10进行说明。在本实施例中，对于与实施例I中说明了的构件相同的构件，使用相同标记，省略详细的说明。本实施例中，主要对于与实施例2的不同点进行说明。
[0104]实施例2中，不变更发电元件20A?20F的反应区域的尺寸,换言之,不使发电元件20A?20F的容量不同，而变更发电元件20A?20F的体积。本实施例中，不使发电元件20A?20F的体积不同，而使发电元件20A?20F的容量不同。如果不使发电元件20A?20F的体积不同，而使发电兀件20A?20F的反应区域的尺寸不同，贝U可以仅使发电兀件20A?20F的容量不同。
[0105]在本实施例中，收容部102A?102F的容积相互相等，填充到收容部102A?102F中的电解液的量相互相等。
[0106]图8表示了发电元件20A?20F的容量和发电元件20A?20F的位置的关系。发电元件20E的容量最大，发电元件20D、20F的容量比发电元件20E的容量小。发电元件20D、20F的容量可以相同，也可以相互不同。
[0107]发电元件20C的容量比发电元件20D的容量小，发电元件20B的容量比发电元件20C小。发电元件20A的容量比发电元件20B的容量小。本实施例中，使发电元件20A的容量最小，但不限于此。具体地讲，可以使发电元件20F的容量最小，或使发电元件20A、20F
的容量相等。
[0108]如果使发电元件20A?20F的容量过于不同，则依赖于容量最小的发电元件20A，进行电池模块10的充放电，变得难以有效地利用其它的发电元件20B?20F。因此，例如，可以预先决定能够允许发电元件20A?20F的容量的偏差的范围,在允许范围内，使发电元件20A?20F的容量不同。由此，在对电池模块10进行充放电时，可以效率良好地利用全部发电元件20A?20F。
[0109]本实施例中，发电元件20E的容量最大，随着从发电元件20E沿Y方向远离,使发电元件20A?20D、20F的容量阶段性地减小。发电元件20A?20F的容量越大，就越能够减少从发电元件20A?20F产生的气体的量。因此，可以使收容部102E的内压比其他的收容部102A?102DU02F的内压低。另外，可以使收容部102A?102E的内压从收容部102A向收容部102E阶段性地降低。
[0110]根据本实施例，与实施例1同样可以容易使气体从收容部102A向收容部102E移动，并容易使气体从收容部102F向收容部102E移动。由此，可以将在全部收容部102A?102F产生的气体从阀IOc向模块壳体100的外部排出，能够防止仅一部分的收容部的内压过度地上升。
[0111]在本实施例中，在Y方向上相邻的两个发电元件20A?20F的容量之差可以相同或不同。可以考虑在收容部102A?102F设定的内压决定容量之差。
[0112]上述的实施例1?4中，仅考虑了收容部102A?102F的位置，但不限于此。具体地讲，也可以不仅考虑收容部102A?102F的位置，也考虑收容部102A?102F的温度分布。
[0113]电池模块10如图1中说明那样，在X方向上排列配置。将多个电池模块10沿X方向排列时，Y方向上的各电池模块10的中央部难以散热，热容易滞留。另外，Y方向上的电池模块10的两端部容易散热，热难以滞留。因此，电池模块10中，有时发生图9所示的温度分布。
[0114]在温度容易上升的收容部，有时容易产生气体，收容部的内压容易上升。因此，可以考虑图9所示的温度分布，调整在各收容部102A?102F设定的内压。具体地讲，可以考虑图9所示的温度分布，设定在Y方向上相邻的两个收容部102A?102F中的内压之差。
[0115]例如，可以使位于Y方向上的电池模块10的中央部的两个收容部102B、102C中的内压之差，比位于Y方向上的电池模块10的端部的两个收容部102A、102B中的内压之差大。如果这样决定内压之差，则可以考虑各收容部102A?102F的内压，决定收容部102A?102F的容积、发电元件20A?20F的体积、电解液的量、发电元件20A?20F的容积。使用实施例1 (图4)中说明的构成进行说明，可以使收容部102B、102C的容积之差，比收容部102AU02B的容积之差大。
[0116]实施例1?4的电池模块10中，阀IOc被设置在收容部102E上，但不限于此。即，能够以设置有阀IOc的收容部为基准，决定收容部102A?102F的容积、发电元件20A?20F的体积、电解液的量、发电元件20A?20F的容量。例如，在使收容部102A?102F的容积不同时，使设置有阀IOc的收容部的容积最大，随着从设置有阀IOc的收容部沿Y方向远离，使收容部的容积阶段性地减小即可。
【权利要求】
1.一种蓄电装置，其特征在于，具有: 串联地电连接，进行充放电的多个发电元件； 壳体，其具备多个收容部和连通路，所述多个收容部分别收容所述多个发电元件，并沿规定方向排列，所述连通路根据所述收容部的内压从关闭状态变化为开放状态，在所述开放状态中，在所述规定方向相邻的两个所述收容部之间允许气体的移动；和 阀，其被设置在特定的所述收容部，将在所述壳体的内部产生的气体向所述壳体的外部排出， 将所述发电元件除外的所述各收容部内的剩余空间，在所述特定的收容部中最大。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其特征在于，将所述特定的收容部除外的其他的所述收容部，具有在所述规定方向上与所述特定的收容部离得越远就变得越小的所述剩余空间。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其特征在于，所述多个发电元件具有相同体积， 所述特定的收容部的容积比其他的所述收容部的容积大。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其特征在于，所述多个收容部具有相同容积，并且所述多个发电元件具有相同容量， 被收容到所述特定的收容部中的所述发电元件的体积，比被收容到其他的所述收容部中的所述发电元件的体积小。
5.根据权利要求4所述的蓄电装置，其特征在于，所述发电元件具有进行充放电的反应区域、和所述反应区域以外的未反应区域， 被收容到所述特定的收容部中的所述发电元件的所述未反应区域，比被收容到所述其他的收容部中的所述发电元件的所述未反应区域小。
6.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其特征在于，具有被填充到所述各收容部中的电解液， 所述多个收容部具有相同容积，并且所述多个发电元件具有相同体积， 被填充到所述特定的收容部中的所述电解液的量，比被填充到其他的所述收容部中的所述电解液的量小。
7.一种蓄电装置，其特征在于，具有: 串联地电连接，进行充放电的多个发电元件； 壳体，其具备多个收容部和连通路，所述多个收容部分别收容所述多个发电元件，并沿规定方向排列，所述连通路根据所述收容部的内压从关闭状态变化为开放状态，在所述开放状态中，在所述规定方向相邻的两个所述收容部之间允许气体的移动；和 阀，其被设置在特定的所述收容部，将在所述壳体的内部产生的气体向所述壳体的外部排出， 所述发电元件的容量，在被收容到所述特定的收容部中的所述发电元件中最大。
8.根据权利要求7所述的蓄电装置，其特征在于，将所述特定的收容部除外的其他的所述收容部，收容所述发电元件，该发电元件在所述规定方向上与所述特定的收容部离得越远容量就变得越小。
【文档编号】H01M2/10GK103430348SQ201180069263
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2011年3月16日 优先权日:2011年3月16日
【发明者】奥村素宜, 大田佳史, 久保正彦, 伊部有纪子 申请人:丰田自动车株式会社