本發(fā)明專利申請為專利申請?zhí)枮?01210157663.5、發(fā)明名稱為“電池單元、電池模塊、電力存儲系統(tǒng)及電子裝置”的發(fā)明專利申請的分案申請。
本發(fā)明涉及電池單元、電池模塊、電力存儲系統(tǒng)、電子裝置、電力系統(tǒng)及電動車輛。
背景技術:
鋰離子二次電池已得到廣泛利用,其中,碳用于負電極,鋰過渡金屬復合氧化物用于正電極,碳酸酯混合物用于電解質。在具有這種配置的鋰離子二次電池中,碳酸酯相對于水或其他有機溶劑的氧化反應和還原反應是穩(wěn)定的,能夠獲得較高的電壓。相應地,鋰離子二次電池的能量密度及容量大于鎳氫電池,該鎳氫電池是水溶性電池。因此,鋰離子二次電池已作為電動工具、筆記本電腦、便攜式電話、攝像機及數(shù)碼相機的二次電池而被廣泛使用。
近年來,除上述用途外,鋰離子二次電池已開始廣泛用于諸如電動汽車和電力存儲等的工業(yè)用途。對于工業(yè)用途的二次電池來說,要求電池具有大容量、高輸出、長壽命的性能。散熱性是電池耐大電流的性能之一。當供應大電流時,電池產(chǎn)生熱量。然而,電池的溫升過高會促使電池性能劣化,縮短電池壽命。因此,如何有效散發(fā)電池產(chǎn)生的熱量很重要,可進行不同的研究。
作為一種改善電池散熱性的技術,公開了一種用于粘貼具有高散熱性的膜的方法以及一種通過利用黑色覆蓋件進行覆蓋來改善散熱性的技術(參照公開號為2000-173559的日本未審查的專利申請以及公開號為2007-134308的日本未審查的專利申請)。然而,在該技術中,增加了除電池之外的元件的數(shù)量,由此增加了成本。進一步地,不利地減小了元件的體積能量密度。
技術實現(xiàn)要素:
因此,優(yōu)選的是,在不增加元件的數(shù)量的情況下,就能獲得優(yōu)良的散熱性。通常地,用絕緣外封裝件覆蓋電池的表面。在使用大輸出(largeoutput)的車輛等時,使用組合有多個電池的電池單元(也被稱為電池組)。例如,當組合利用樹脂成型產(chǎn)品作為外封裝件的多個電池時,外封裝件占據(jù)的體積變大,導致體積能量密度降低。
另一方面,廣泛使用利用層壓薄膜作為外封裝件的電池。這種類型的電池的優(yōu)點在于,可增加體積能量密度。然而,當利用這類電池構造電池單元時,層壓膜可能會因振動等原因被損壞,從而導致短路。
期望的是,提供電池單元、電子裝置、電力系統(tǒng)及電動車輛,其具有優(yōu)良的散熱性,且不會導致元件的數(shù)量增加。
根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池單元包括箱形殼體,在所述箱形殼體中存儲多個電池,并且所述箱形殼體包括正面、背面、第一側面、第二側面、第一主面和第二主面;第一傳熱面,所述第一傳熱面設置在所述殼體的所述第一主面和第二主面中的至少一個主面上;第二傳熱面,所述第二傳熱面設置在所述第一側面和第二側面中的至少一個側面上并且與所述第一傳熱面連續(xù);絕緣面,所述絕緣面設置在所述正面、所述背面、所述第一主面和第二主面中的另一主面和所述第二傳熱面的內面上,第一保持件,設置在所述殼體的位于所述殼體的正面與所述多個電池的正面之間的空間內;以及第二保持件,設置在所述殼體的位于所述殼體的背面與所述多個電池的背面之間的空間內。
根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的電池模塊包括至少兩個上述的電池單元,其層疊成彼此相對并且其間具有間隙。
在根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的電力存儲系統(tǒng)中,上述電池單元通過利用再生能源發(fā)電的發(fā)電裝置而被充電。
根據(jù)本發(fā)明又一實施方式的電力存儲系統(tǒng)包括上述電池單元,并為與電池單元連接的電子裝置供電。
根據(jù)本發(fā)明又一實施方式的電子裝置被供以來自上述電池單元的電能。
根據(jù)本發(fā)明又一實施方式的電動車輛包括:轉換裝置,轉換裝置配置成從上述電池單元接收電能供應,以便將電能轉化為車輛的驅動力;以及控制裝置,配置成根據(jù)電池單元相關的信息進行車輛控制相關的信息處理。
根據(jù)本發(fā)明又一實施方式的電力系統(tǒng)包括電力信息傳輸/接收單元,電力信息傳輸/接收單元配置成經(jīng)由網(wǎng)絡將信號傳輸至其他裝置/經(jīng)由網(wǎng)絡從其他裝置接收信號,并根據(jù)電力信息傳輸/接收單元接收的信息對上述電池單元進行充電/放電控制。
根據(jù)本發(fā)明又一實施方式的電力系統(tǒng)從上述電池單元接收電能供應,或利用發(fā)電裝置或電網(wǎng)為電池單元供電。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式,第一和第二傳熱面以及絕緣面在這種情況下一體形成。因此,與殼體、傳熱面以及絕緣面分開形成的情況相比,可減少元件的數(shù)量并提高體積能量密度。
附圖說明
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池單元的外觀的透視圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池單元的分解透視圖;
圖3a至3d是示出了適用于本發(fā)明實施方式的二次電池的實例的透視圖以及外封裝件的局部剖視圖;
圖4示出了下殼體;
圖5是下殼體的透視圖;
圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池單元的冷卻方法的示意圖;
圖7是頂蓋的透視圖;
圖8a和8b是示出了二次電池串聯(lián)連接的接線圖;
圖9示出了一側保持件;
圖10示出了另一側保持件;
圖11是示出了二次電池和母線的電極接線片的連接配置的剖視圖;
圖12是示出了并聯(lián)連接的電池單元的分解透視圖;
圖13a和13b示出了一側保持件;
圖14是示出了多個電池單元層疊的配置的示意圖;
圖15a和15b示出了多個電池單元層疊的配置;
圖16示出了用于檢測每個二次電池的電壓的布線;
圖17a和17b是示出了電池單元件的配置的示意圖;
圖18a和18b分別是剖視圖和放大視圖,示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池模塊的實例;
圖19a和19b是組裝視圖,示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池模塊的另一實例;
圖20a和20b分別是剖視圖和放大視圖,示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池模塊的另一實例;
圖21是示意圖,示出了電池組的應用實例;以及
圖22是示意圖,示出了電池組的另一應用實例。
具體實施方式
[電池單元的配置]
以下將對根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池單元進行說明。圖1和2分別是根據(jù)本發(fā)明實施方式的電池單元10的透視圖和分解透視圖。電池單元10的殼體為箱形,由下殼體11和頂蓋28組成。也就是說,殼體包括正面、背面、第一側面、第二側面、第一主面(下殼體11的底面)以及第二主面(頂蓋28)。
在拆除頂蓋28的狀況下,矩形板形的四塊二次電池1-1、1-2、1-3和1-4例如與分別介于其間的導熱片2-1、2-2、2-3和2-4一起存儲在箱形的下殼體11中。下殼體11存儲部的寬度稍大于二次電池1-1至1-4的寬度,下殼體11存儲部兩個側壁的內面與二次電池1-1至1-4兩側上的側面緊靠或接觸。這里,二次電池的數(shù)量不限于四個,可選擇等于或大于2的任意數(shù)量。
二次電池1-1至1-4具有層疊電極配置,其中,大致矩形板形的正電極以及設置成與正電極相對且大致矩形形狀的負電極通過介于其間的分隔件交替層疊,如后文所述。二次電池1-1至1-4的表面被外封裝件覆蓋。正電極接線片4-1、4-2、4-3和4-4以及負電極接線片5-1、5-2、5-3和5-4從二次電池1-1至1-4的相應的相對短邊引出。四塊二次電池1-1至1-4在該實例中串聯(lián),使正電極接線片和負電極接線片以層疊方式交替定位。
例如,導熱片2-1至2-4是具有優(yōu)良導熱性的雙面膠粘帶。由于導熱片2-1至2-4的原因,相鄰二次電池彼此順利地熱連接,二次電池1-1至1-4的位置在這種情況下是固定的。
進一步地,第一側保持件30和第二側保持件40插入下殼體11。側保持件30和40包括母線,母線以通過嵌件成型(insert-molding)的一體方式而充當導電部。嵌件成型是一種成型方法,利用該方法,在將作為嵌入物體的插入產(chǎn)品(該實例中為母線)安裝在模具中后,將樹脂填充入成型機,以便用熔融樹脂包圍(wrap)該插入產(chǎn)品,并固化該插入產(chǎn)品,從而使樹脂和插入產(chǎn)品一體形成。
例如,母線是一種用鎳鍍銅并用樹脂進行絕緣而形成的板狀導體。側保持件30具有利用母線收集二次電池1-1至1-4的接線片并將端子引至外部的功能。側保持件40具有利用母線收集二次電池1-1至1-4的接線片的功能。
在側保持件30的不面向二次電池1-1至1-4的端面上固定有角螺母(anglenut)12和13。角螺母中的一個是正電極端子,另一個是負電極端子。這些角螺母12和13分別通過形成在下殼體11的正面上并用于連接殼體外部的電池單元的兩個切口14和15暴露出來。角螺母12和13可模制成通過嵌件成型與側保持件一體形成。
圓孔形成在下殼體11的四個角部,類似圓孔形成在頂蓋28的對應的四個角部,進一步地,當側保持件30和40設置于殼體中時,圓孔形成在側保持件30和40上且位于與下殼體11和頂蓋28的圓孔對應的位置上。在分別與側保持件30和40的母線連接的二次電池1-1至1-4存儲在下殼體11中的狀況下,套管保持件16安裝在圓孔中。套管保持件16由金屬制成。
組裝電池單元時,四塊二次電池1-1至1-4層疊,其間設置導熱片2-1至2-4。從二次電池1-1至1-4的兩側引出的接線片與側保持件30和40的母線連接。例如,接線片和母線通過激光焊接被焊接。激光焊接是一種利用激光束加熱焊接部的焊接方法??刹捎眉す夂附又獾暮附臃椒?。
與側保持件30和40連接的二次電池1-1至1-4存儲在下殼體11中。套管保持件16安裝在孔中以便固定層疊狀態(tài)。然后,通過頂蓋28封閉下殼體11的頂面上的開口。由于下殼體11頂面的端面由樹脂制成,因此頂蓋28可通過諸如超聲焊接、螺接、粘合、裝配(fitting)等各種方法連接到下殼體11。
[二次電池的配置]
圖3a是示出了適用于本發(fā)明實施方式的非水電解質電池(以下任意稱為二次電池1)的外觀的示意圖。圖3b是示出了二次電池1的配置的示意圖(當無需特別區(qū)分二次電池1-1至1-4時,這些電池統(tǒng)稱為二次電池1)。這里,圖3b示出了圖3a中所示的二次電池1的底面和頂面顛倒的殼體的配置。圖3c是示出了二次電池1的外觀的底面?zhèn)鹊氖疽鈭D。二次電池1是所謂的鋰離子二次電池,包括電池元件2以及存儲該電池元件2的外封裝件3。二次電池1具有第一主面和第二主面。
外封裝件3由存儲電池元件2的第一外封裝部3a以及充當用于覆蓋電池元件2的蓋子的第二外封裝部3b。優(yōu)選的是,外封裝件3和電池元件2彼此緊密連接在一起。例如,電池元件2的厚度大約為5mm至20mm。電池元件2的放電容量例如在3ah至50ah的范圍內,包括3ah和50ah在內。
電池元件2具有層疊電極配置,其中,大致矩形形狀的正電極以及設置成與正電極相對且大致矩形形狀的負電極交替層疊且其間設有分隔件。進一步地,從電池元件2引出與多個正電極中的任何一個電連接的正電極集電器暴露部分以及與多個負電極中的任何一個電連接的負電極集電器暴露部分。與正電極集電器暴露部分和負電極集電器暴露部分分別連接的是正電極接線片4和負電極接線片5。當無需特別區(qū)分正電極接線片4-1至4-4和負電極接線片5-1至5-4時,這些正電極接線片和負電極接線片分別統(tǒng)稱為正電極接線片4和負電極接線片5。
正電極接線片4和負電極接線片5的材料的實例包括諸如鎳(ni)、銅(cu)、鋁(al)、不銹鋼(sus)以及鈦(ti)等材料,以及包括磷(p)、銀(ag)、錫(sn)、鐵(fe)、鋯(zr)、鉻(cr)、硅(si)、鎂(mg)或鎳(ni)的合金。在這些材料中,優(yōu)選使用銅(cu)、鋁(al)以及銅(cu)合金。
這種電池元件2被外封裝件3封裝,正電極接線片4和負電極接線片5從外封裝件3的密封部分引出至二次電池1的外部。外封裝件3具有凹部6,通過對外封裝件的至少一端面或兩端面進行初步深拉(deepdrawing)而形成該凹部,電池元件2容納在凹部6中。在圖3b中,凹部6形成在構成外封裝件3的第一外封裝部3a上,電池元件2容納在凹部6中。
第二外封裝部3b設置用于覆蓋凹部6的開口,第二外封裝部3b通過熱熔融等方式與凹部6的開口的周緣結合,密封開口。分別與正電極集電器和負電極集電器連接的正電極接線片4和負電極接線片5從兩個相反方向引出。
雖然未示出,但是用于防止外部空氣進入的粘附膜(adhesionfilm)(即,密封件)可插在外封裝件3與正電極接線片4之間以及外封裝件3與負電極接線片5之間。密封劑由樹脂材料制成,該材料具有相對于正電極接線片4和負電極接線片5的優(yōu)良粘合性。該樹脂材料的實例包括改性聚合物,諸如酸改性聚丙烯(pp)。
例如,外封裝件3為柔性膜。如圖3d所示,外封裝件3具有這樣的配置,其中,熱熔融樹脂層7、金屬層8以及表面防護層9順序層疊且其間具有粘合劑。這里,熱熔融樹脂層7側的端面為容納有電池元件2的側面上的端面。優(yōu)選的是,熱熔融樹脂層7與電池元件2的表面緊密接觸。熱熔融樹脂層7的材料的實例包括聚丙烯(pp)和聚乙烯(pe)。金屬層8優(yōu)選由具有彎曲性(flexibility)的金屬制成,金屬層8的材料的實例包括鋁(al)和鋁合金。表面防護層9的材料的實例包括尼龍(ny)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
具體地說,例如,外封裝件3由矩形鋁層壓膜構成,通過順序將聚乙烯膜、鋁箔、尼龍膜粘在一起而獲得該矩形鋁層壓膜。外封裝件3設置成使得聚乙烯膜側面向電池元件2,外封裝件3的外緣部分通過熔融結合或粘合劑而與電池元件2緊密連接在一起。這里,外封裝件3可以由具有其他配置的層壓膜、諸如聚丙烯等聚合物膜或金屬膜構成,而不由上述鋁層壓膜構成。
這里,適用于本發(fā)明實施方式的二次電池的配置不限于上述配置。例如,可以采用這種配置,使分隔件形成為具有狹長帶狀,并以纏繞方式進行折疊,正電極和負電極夾在折疊分隔件的折層(folds)之間,以便被層疊?;蛘撸梢圆捎眠@種配置,使纏繞電極本體容納在具有膜形狀的外封裝件內側,正電極引線和負電極引線附接在該纏繞電極本體上。
[下殼體]
進一步地,描述本發(fā)明實施方式的各個元件。圖4和5示出了下殼體11。電池單元10的表面由下殼體11以及充當電池單元10的頂面的頂蓋28構成,下殼體包括暴露了角螺母12和13的正面、與正面相對的背面、第一側面、第二側面以及底面。頂蓋28是由樹脂制成的絕緣模制品。
下殼體11的正面和背面是由樹脂制成的絕緣面,下殼體11的底面是由諸如鋁等傳熱材料制成的傳熱面,下殼體11的第一和第二側面具有絕緣面和鋁的雙層結構。在圖4和5中,傳熱面的區(qū)域是陰影區(qū)域。下殼體11的絕緣面和傳熱面可通過嵌件成型而一體成型。由絕緣樹脂和傳熱鋁制成的產(chǎn)品可一體成型,以便可以防止元件的數(shù)量增加。
正面樹脂17、底面樹脂18以及側面樹脂19緊靠下殼體11中的二次電池1-1至1-4的正面定位。背面樹脂20、底面樹脂21以及側面樹脂19緊靠二次電池1-1至1-4的背面定位。在下殼體11的底面中,除分別位于底面的兩端部分上的底面樹脂18和底面樹脂21之外的區(qū)域是第一傳熱面22。側面樹脂19形成為以便與下殼體11的內側面連續(xù)。
另一方面,在下殼體11的外側面上形成有連續(xù)地從傳熱面22升高的第二傳熱面23。側面上的傳熱面23形成直至略低于下殼體11的上端面的位置,上端面周圍的部分是側面樹脂19的區(qū)域。由于上端面的周圍部分由樹脂制成,因此可采用各種方法作為用于將頂蓋28固定到下殼體11的方法。進一步地,沿下殼體11底面的位于正面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)壬系倪吘墸纬捎卸ㄎ煌共?5a和25b。
在電池單元10中,將二次電池1-1至1-4內產(chǎn)生的熱量傳遞至作為底面的傳熱面22并進一步傳遞至作為側面的傳熱面23。相應地,可通過使作為側面的傳熱面23與冷卻單元27的冷卻面緊密接觸來使電池單元10冷卻下來,如圖6所示。正面和背面周圍的部分以及下殼體11的側面的內側由樹脂制成。相應地,即便在外封裝件3因振動等而受損的情況下,也可防止發(fā)生經(jīng)由構成傳熱面的金屬的短路。
圖7示出了樹脂模制的頂蓋28。沿頂蓋28外側面的正面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)壬系倪吘墸纬捎卸ㄎ话疾?6a和26b。當多個電池單元10層疊時,可利用下殼體11的凸部25a和25b和頂蓋28的凹部26a和26b輕松進行定位。
[串聯(lián)連接配置]
如圖8a和8b所示,電池單元10配置成使得多個二次電池1-1至1-4串聯(lián)連接。二次電池1-1的正電極接線片4-1與母線31a連接,正電極側通過角螺母12引至外部。當朝圖8b觀察時,位于左側的母線31a、31b和31c結合在側保持件30中,位于右側的母線41a和41b結合在側保持件40中。
二次電池1-1的負電極接線片5-1與母線41a連接。二次電池1-2的正電極接線片4-2與母線41a連接。二次電池1-2的負電極接線片5-2與母線31b連接。二次電池1-3的正電極接線片4-3與母線31b連接。二次電池1-3的負電極接線片5-3與母線41b連接。二次電池1-4的正電極接線片4-4與母線41b連接。二次電池1-4的負電極接線片5-4與母線31c連接。負電極側通過母線31c和角螺母13引至外部。
因此,二次電池1-1至1-4經(jīng)由母線串聯(lián)連接。電池單元10串聯(lián)連接的電壓由外部控制裝置監(jiān)控,各個電池的電壓由控制裝置監(jiān)控。相應地,如圖8b所示,母線31a-31c中的每個與用于感測的集電(collecting)的外連的連接器32連接。以類似方式,母線41a和41b中每個與用于感測的集電的外連的連接器42連接。
為了收集電池單元10一側的感測端子,連接器32經(jīng)由連接線(諸如,柔性扁平電纜(ffc)33)與連接器42連接。ffc33具有三條線,例如設置在頂蓋28的內面上。五條線從連接器42引至外部電池控制單元。
[側保持件]
圖9示出了側保持件30。側保持件30形成為使得母線31a、31b和31c通過嵌件成型而一體模制在樹脂塊中。側保持件30具有沿電極接線片引出方向(往返)貫穿的孔,諸如,剖面為矩形形狀的縫隙34,母線31b在縫隙34中暴露。母線31a與角螺母12電連接。母線31c與角螺母13電連接。形成在側保持件30兩側上的圓孔中,分別插有套管保持件16。
圖10示出了側保持件40。側保持件40形成使得母線41a和41b通過嵌件成型而一體模制在樹脂塊中。側保持件40具有沿往返方向貫穿的縫隙35和36。母線41a在縫隙35中暴露,母線41b在縫隙36中暴露。
例如,二次電池的接線片和母線通過激光焊接彼此連接。圖11示出了側保持件40中二次電池的母線41a和接線片以及二次電池的母線41b和接線片的連接配置。二次電池1-1的負電極接線片5-1和二次電池1-2的正電極接線片4-2從側保持件40的縫隙35的開口插入??p隙35的開口形成為從擴張的入口側逐漸變細,從而具有將負電極接線片5-1和正電極接線片4-2引至母線41a的形狀引導。
負電極接線片5-1和正電極接線片4-2分別在母線41a的上端面和下端面上層疊,以保持在側保持件40的縫隙35中。然后,從箭頭所示的側保持件40的縫隙35的不面向二次電池的一側,用激光輻射母線41a、負電極接線片5-1和正電極接線片4-2的端面,以便被焊接。傾斜面形成在縫隙35的另一開口的邊緣上,以便有利于激光輻射。以類型方式,二次電池1-3的負電極接線片5-3和二次電池1-4的正電極接線片4-4從縫隙36插入并通過激光焊接而與母線41b連接。
[并聯(lián)連接配置]
上述電池單元10配置成使得四塊二次電池1-1至1-4串聯(lián)連接。圖12是電池單元50的分解透視圖,其中,例如三塊二次電池1-1至1-3并聯(lián)連接。二次電池1-1至1-3具有的配置使得正電極接線片4-1至4-3和負電極接線片5-1和5-2都從其一端面引出。
在拆除頂蓋52的狀況下,二次電池1-1、1-2和1-3與分別介于其間的導熱片2-1、2-2和2-3一起存儲在箱形的下殼體51中。下殼體51存儲部的寬度稍大于二次電池1-1至1-3的寬度,下殼體51存儲部兩個側壁的內面與二次電池1-1至1-3兩側上的側面緊靠或接觸。下殼體51具有絕緣面和傳熱面,如與上述下殼體11的情況一樣。
導熱片2-1至2-3例如是具有優(yōu)良導熱性的雙面膠粘帶。由于導熱片2-1至2-3的原因,相鄰二次電池彼此順利地熱連接,二次電池1-1至1-3的位置在這種情況下是固定的。
進一步地,將側保持件60和70插入下殼體51。側保持件60和70整體地包括母線(通過嵌件成型方式)。母線是一種通過例如用鎳鍍銅并用樹脂進行絕緣而形成的板狀導體。側保持件60具有利用母線收集二次電池1-1至1-3的接線片以及將端子引至外部的功能。側保持件70具有保持二次電池1-1至1-3的功能。
在并聯(lián)連接的情況下,二次電池1-1至1-3的正電極都(commonly,公共地)相互連接,負電極都(commonly,公共地)相互連接。通過嵌件成型,為側保持件60提供二次電池1-1至1-3的正電極接線片4-1至4-3所連接的母線以及二次電池1-1至1-3的負電極接線片5-1至5-3所連接的母線。
圖13a和13b示出了側保持件60。通過嵌件成型,為側保持件60提供用于公共地連接正電極接線片的母線61以及用于公共地連接負電極接線片的母線62。在母線61上,三條縫隙63、64和65形成為相互平行。
縫隙63、64和65貫穿側保持件60的面向二次電池的端面。每個縫隙的內部具有的形狀用于引導和支撐接線片。二次電池1-1至1-3的正電極接線片4-1至4-3從縫隙63、64和65插入,一直到母線61的縫隙開口。然后,正電極接線片4-1至4-3和母線61通過激光焊接而在母線61的縫隙開口連接。
在側保持件60上,形成有縫隙66、67和68,如與正電極接線片的連接部分的情況一樣。二次電池1-1至1-3的負電極接線片5-1至5-3從縫隙66、67和68插入,一直到母線62的縫隙開口。然后,負電極接線片5-1至5-3和母線62通過激光焊接在母線62的縫隙開口相互連接。
[電池單元的連接配置]
在使用高輸出、大容量的電池的車輛的情況下,存在多個電池單元10-1,10-2,10-3,…層疊便于串聯(lián)/并聯(lián)的情況,如圖14所示。在使用樹脂殼體的情況下,由于高溫高壓下的膨脹、收縮和蠕變效應,已經(jīng)很難使裝配狀態(tài)穩(wěn)定。
在本發(fā)明實施方式中,將由金屬制成的圖15a所示的套管保持件16插入各個電池的側保持件。相應地,如圖15b所示,電池單元10-1、10-2和10-3層疊,且套管保持件16-1、16-2和16-3可分別定位以便內部貫穿螺栓69。將螺母附接在螺栓69上,通過一定壓力緊固,以便維持層疊狀態(tài)。
因此,用于連接的螺栓69不與由樹脂制成的側保持件接觸,并且位于由金屬制成的套管保持件16-1、16-2和16-3內,使得在不受高溫高壓下樹脂膨脹、收縮和蠕變的的影響的情況下可維持裝配狀態(tài)。
[用于電池平衡的連接器]
當使用多個二次電池時,有利的是,實現(xiàn)各個二次電池的電池平衡,以便使電池提供足夠的性能。在圖8a和8b的上述連接配置中,連接器32經(jīng)由連接線(諸如,柔性扁平電纜(ffc)33)與連接器42連接,以便將感測端子收集在電池單元10的一個端面。ffc33具有三條線。五條線從連接器42引至外部電池控制單元。
特別是,如圖16所示,連接器32設置在位于側保持件30的中間部分的凹部中,并且連接器42設置在位于側保持件40的中間部分的凹部中。然后,用于連接連接器32和連接器42的ffc33設置在頂蓋28的內面上。外部電池控制單元的基板連接至連接器42。
[電池模塊]
對于要求高輸出和高容量的用途,諸如汽車和電力存儲系統(tǒng),使用了通過進一步層疊上述電池單元而獲得的電池模塊。在這樣的電池模塊中,要求高的體積能量密度。
由于長時間的過充電以及重復的充放電,在極高溫度等狀態(tài)下使用時,二次電池可能膨脹。進一步地,由于過度膨脹,二次電池的外形可能改變。其中,由于這樣的膨脹而在二次電池中發(fā)生的局部應力加速了二次電池的性能劣化。因此,期望的是,去除電池中出現(xiàn)的局部應力。
圖17a示出了電池模塊80的截面構造,電池模塊通過從底部順次地疊置電池單元10-1、10-2和10-3而形成。電池模塊80的穩(wěn)定的層疊狀態(tài)通過螺栓69保持,螺栓69貫穿三個電池單元10-1、10-2和10-3的相應的套管保持件(未示出)。圖17b是圖17a的局部放大視圖。在圖17b中,示出了電池單元10-1的頂面與和電池單元10-1相對的電池單元10-2的底面之間形成的空間(下面任意稱作間隙)g-1以及電池單元10-2的頂面與電池單元10-3的底面之間形成的間隙g-2。在本發(fā)明的實施方式中,二次電池的膨脹在構造中被電池單元(電池組)所吸收,其中,有效利用了這些間隙g-1和g-2。下面描述電池模塊的配置的三個實例,其中,在多個電池單元之間形成間隙。
圖18a示出了電池模塊的截面構造的實例,其中,在多個電池單元之間形成間隙(通過套管保持件)。通過從底部順次層疊三個電池單元10-1、10-2和10-3而形成電池模塊80。三個電池單元10-1、10-2和10-3被層疊以通過螺栓69定位,因此,穩(wěn)定地保持電池模塊80的整體層疊狀態(tài)。螺栓69優(yōu)選由金屬制成。圖18b是圖18a的局部放大圖。在圖18b中,示出了在電池單元10-1的頂面與電池單元10-2的底面之間形成的間隙g-1和在電池單元10-2的頂面與電池單元10-3的底面之間形成的間隙g-2。在三個電池單元10-1、10-2和10-3中,分別結合了套管保持件16-1、16-2和16-3。
套管保持件16-1和套管保持件16-2在具有環(huán)形的接觸面81-1處彼此接觸。以類似的方式,套管保持件16-2和套管保持件16-3在具有環(huán)形的接觸面81-2處彼此接觸。套管保持件16-2被形成為具有長度l,長度l大于電池單元10-2的厚度d,形成間隙g-1。以類似的方式,間隙g-2基于套管保持件16-3的長度與電池單元10-3的厚度之間的關系而形成。如上所述,套管保持件優(yōu)選由金屬制成。因此,即使當間隙形成在相應電池單元之間時,能夠在保持電池模塊的強度的同時,組裝狀態(tài)也可以被穩(wěn)定地保持。
在該實例中,套管保持件16-1、16-2和16-3通過嵌件成型而分別與電池單元10-1、10-2和10-3一體成型。套管保持件可以具有如上所述與電池單元一體形成的構造,或者可以具有與電池單元分開的構造。在套管保持件具有與電池單元一體形成的構造的情況下,可以初步確定電池單元之間的間隙的尺寸。另一方面,即使在操作電池模塊后,具有與電池單元分開的構造的套管保持件也可以被調換。因此,在套管保持件具有單獨構造的情況下,可以任意調整電池單元之間的間隙的尺寸。此外,在一體形成的構造或分開的構造的任一種情況下,通過以預定尺寸形成套管保持件可以形成期望的間隙,而無需改變電池單元的標準。
現(xiàn)在描述通過板構件或襯墊在多個電池單元之間形成間隙的實例。圖19a是組裝視圖,其示出了通過使用板構件在多個電池單元之間形成間隙的電池模塊的構造的實例。板構件用作分隔件。通過從底部順次層疊三個電池單元10-1、10-2和10-3而形成電池模塊80。板構件82分別設置在電池單元10-1與10-2之間以及電池單元10-2與10-3之間。螺栓69貫穿三個電池單元10-1、10-2和10-3和板構件82。然后,螺母(未示出)被附接成通過預定壓力來緊固。因此,穩(wěn)定地保持電池模塊80的整體的層疊狀態(tài)。螺栓69和板構件82優(yōu)選由金屬制成。板構件82成對使用。板構件82以接近電池單元10-1和10-2中的每一個的正面和背面的方式而設置在電池單元10-1和10-2中的每一個的頂蓋上。板構件82的位置大致對應于上面描述的側保持件30和40上的位置。在板構件82中,形成了對應于穿透螺栓69的圓孔。板構件82具有預定的厚度。根據(jù)板構件82的厚度來確定電池單元之間的間隙的尺寸。即使在操作電池模塊之后,也可以調換和添加板構件82。因此,可以通過板構件82來任意調節(jié)電池單元之間的間隙的尺寸。
圖19b是組裝視圖,其示出了通過襯墊在多個電池單元之間形成間隙的電池模塊的構造的實例。通過從底部順次層疊三個電池單元10-1、10-2和10-3而形成電池模塊80。襯墊83分別設置在電池單元10-1與10-2之間以及電池單元10-2與10-3之間。螺栓69貫穿三個電池單元10-1、10-2和10-3和襯墊83。然后,螺母(未示出)被附接成通過預定壓力來緊固。因此,穩(wěn)定地保持電池模塊80的整體的層疊狀態(tài)。螺栓69和襯墊83優(yōu)選由金屬制成。襯墊83以一組四個襯墊的方式來使用。襯墊83設置在電池單元10-1和10-2中的每一個的頂蓋上的接近電池單元10-1和10-2中的每一個的正面的兩個位置上,以及接近背面的兩個位置上(換句話說,頂蓋上的四個角部)。襯墊83的位置位于形成在頂蓋上的圓孔上。根據(jù)貫穿螺栓69的外徑來選擇襯墊83??梢詫盈B并使用多個襯墊83,以便獲得預定的厚度。根據(jù)襯墊83的厚度來確定電池單元之間的間隙的尺寸。即使在操作電池模塊之后,也可以調換和添加襯墊83。因此,可以通過襯墊83來任意調節(jié)電池單元之間的間隙的尺寸。可以使用現(xiàn)成的產(chǎn)品作為襯墊83,使得不必須生產(chǎn)新部件。
在板構件和襯墊的實例中,可以根據(jù)情況采用其中沒有使用套管保持件的構造,這是因為板構件和襯墊可以用作套管保持件。此外,可以自由設計套管保持件的長度。如果套管保持件被設計成具有足以從頂蓋突出的長度,則板構件和襯墊容易定位。板構件和襯墊的接觸面積很大,使得在層疊電池元件時的壓力被分散。而且,可以以任意組合的方式來使用套管保持件、板構件和襯墊。
現(xiàn)在描述取決于螺栓的形狀在多個電池單元之間形成間隙的實例。圖20a示出了電池模塊的截面構造的實例,其中取決于螺栓的形狀在多個電池單元之間形成間隙。通過從底部順次層疊三個電池單元10-1、10-2和10-3而形成電池模塊80。三個電池單元10-1、10-2和10-3被層疊以通過螺栓69定位,因此,穩(wěn)定地保持電池模塊80的整體的層疊狀態(tài)。螺栓69優(yōu)選由金屬制成。在圖20a中,示出了在電池單元10-1的頂面與電池單元10-2的底面之間形成的間隙g-1和在電池單元10-2的頂面與電池單元10-3的底面之間形成的間隙g-2。將套管保持件16-4、16-5和16-6分別安裝至三個電池單元10-1、10-2和10-3。而且,將螺栓69-4、69-5和69-6分別安裝至套管保持件16-4、16-5和16-6。通過將螺栓69壓入套管保持件16的方法、粘合套管保持件16和螺栓69的方法等,牢固固定套管保持件16和螺栓69。
在該實例中,形成在相應電池單元10中的圓孔的直徑彼此不同。尤其是,電池單元10-1的圓孔的直徑最大,而電池單元10-3的圓孔的直徑最小。換句話說,層疊在更上面的電池單元10的圓孔具有更小的直徑。對應于此,套管保持件16-4的外徑和內徑最大,而套管保持件16-6的外徑和內徑最小。換句話說,安裝至層疊在較上面的電池單元10的套管保持件16的外徑和內徑較小。對應于此,螺栓69-4的外徑類似地最大,而栓69-6外徑最小。換句話說,在形成為具有階梯狀(stair-like)圓柱形的螺栓69中,層疊在較上面的電池單元10的穿透部的外徑較小。此外,優(yōu)選的是,螺栓69-4的外徑大于套管保持件16-5的內徑且小于套管保持件16-5的外徑。此外,優(yōu)選的是,螺栓69-5外徑大于套管保持件16-6內徑且小于套管保持件16-6外徑。由于這些構造,螺栓69-4并不貫穿電池單元10-2(套管保持件16-5)。而且,螺栓69-5不貫穿電池單元10-3(套管保持件16-6)。螺栓69-4的高度和螺栓69-5的高度分別大于電池單元10-1的厚度和電池單元10-2的厚度。通過高度與厚度之間的差異,形成了間隙g-1和g-2。這里,就強度而言有利的是,一體形成螺栓69-4、69-5和69-6。
圖20b示出了電池模塊的截面構造的實例,其中,通過具有另一形狀的螺栓而在多個電池單元之間形成間隙。圖20b示出為部分組裝視圖。為了構造電池模塊,制備了電池單元10-1、10-2和10-3,套管保持件16-7、16-7和16-9,以及螺栓69。圖20b示出了從底部順次層疊兩個電池單元10-1和10-2的階段。示出了在電池單元10-1的頂面與電池單元10-2的底面之間形成的間隙g-1。將套管保持件16-7和16-8分別安裝至電池單元10-1和10-2。而且,將螺栓69安裝至套管保持件16-7和16-8。螺栓69以類似的方式優(yōu)選由金屬制成。在所示出的階段之后,層疊了電池單元10-3。
在該實例中的所有電池單元10-1、10-2和10-3中,類似地形成具有通過挖空截錐體而獲得的形狀的孔84。孔84的直徑朝向電池單元10中的每一個的頂面變小,且朝向電池單元10中的每一個的底面變大。而且,套管保持件16-7、16-8、16-9a和16-9b被形成為具有截錐形狀的外周面并且適配于孔84。即,套管保持件16的外徑朝向套管保持件16的適配于電池單元10中的每一個的頂面附近的那一端而變小,并且套管保持件16的適配于電池單元10中的每一個的底面附近的外徑朝向套管保持件16的基部而變大。使得螺栓69貫穿的孔形成在每個套管保持件16中。該孔形成為兩個梯級的階梯狀,套管保持件16的端側上的內徑較大,而套管保持件16的基部一側上的內徑很小。套管保持件16中的每一個沿與截錐的底面垂直的方向切割。圖20b示出了切去套管保持件16-9a和16-9b的狀態(tài)。以使得套管保持件16-9a和16-9b組裝成一個套管保持件16-9的方式進行設計。螺栓69具有使得兩個不同的外徑交替重復的形狀。在圖20b中,具有小外徑的螺栓69-8設置在具有較大外徑的螺栓69-7與69-9之間。具有小外徑的螺栓69-8被設計成具有足以適配于套管保持件16的內徑很小的基部側的長度。通過從具有較大外徑的螺栓69-7的長度與具有小外徑的螺栓69-8的長度的總和減去電池單元10中的每一個的厚度而獲得的差為間隙g-1。
現(xiàn)在描述在該實例中的電池模塊80的組裝方法。電池模塊80以電池單元10-1、10-2和10-3的順序組裝。在圖20b中,在電池單元10-2之前的組裝工作已經(jīng)完成,因此,這里描述組裝電池單元10-3的方法。首先,套管保持件16-9a和16-9b套裝在螺栓69的周圍,孔形成在套管保持件上以具有階梯形狀。將套管保持件16-9a和16-9b的具有小內徑的基部側安裝至具有小外徑的螺栓69-8。套管保持件16-9a和16-9b的具有較大內徑的端側安裝至具有較大外徑的螺栓69-9。形成為具有足以安裝至螺栓69-8的長度的套管保持件16的基部側定位在螺栓69-7與69-9之間。然后,一體形成的套管保持件16-9a和16-9b以及螺栓69被插入到電池單元10-3的孔84中。具有截錐形狀的外周面的套管保持件16-9安裝至孔84,孔84的形狀是通過挖空截錐而獲得的。此時,在電池單元10-3和套管保持件16-9的底面與電池單元10-2的頂面之間形成間隙,該間隙具有從電池單元10-2的頂面突出的螺栓69-7的長度。因此,層疊三個電池單元10-1、10-2和10-3以通過螺栓69定位,并且穩(wěn)定地保持電池模塊80的整體的層疊狀態(tài)。由于這些構造,在電池單元和套管保持件中形成的孔可以分別被形成為具有均勻形狀,改進生產(chǎn)率。
在螺栓的形狀的上述實例中,不僅接合了保持件而且還接合了螺栓,使得電池單元可以克服拉緊壓力而被更牢固地支撐。因此,電池模塊的整體的層疊狀態(tài)被更穩(wěn)定地保持。
上面描述了電池模塊的構造的三個實例,其中在多個電池單元之間形成間隙。在本發(fā)明的實施方式的電池模塊中,在多個電池單元之間形成間隙。當電池單元中的二次電池膨脹時,該間隙吸收了膨脹。因此,即使二次電池膨脹,也沒有發(fā)生由于膨脹效應引起的電池單元的外形的變化。因此,能夠在不改變外形的情況下保持多個電池單元。因此,本發(fā)明的實施方式的電池模塊的體積能量密度可以保持得很高。同時,在多個電池單元之間形成間隙的構造并不阻礙處于膨脹的二次電池的變形。因此,即使二次電池膨脹,也可以持續(xù)使用電池模塊,同時避免電池單元中的二次電池的局部應力的發(fā)生。因此,可以抑制二次電池的性能劣化,并且可以延長二次電池的工作壽命。如上所述,本發(fā)明的實施方式實現(xiàn)了二次電池的長工作壽命,同時通過在電池單元中有效地形成間隙的構造而吸收了二次電池的膨脹,且沒有增加部件的數(shù)量。
本發(fā)明實施方式還可具有下列配置。
(1)電池單元包括:箱形殼體,在所述箱形殼體中存儲多個電池,并且所述箱形殼體包括正面、背面、第一側面、第二側面、第一主面和第二主面;第一傳熱面,所述第一傳熱面設置在所述殼體的所述第一主面和第二主面中的至少一個主面上;第二傳熱面,所述第二傳熱面設置在所述第一側面和第二側面中的至少一個側面上并且與所述第一傳熱面連續(xù);絕緣面,所述絕緣面設置在所述正面、所述背面、所述第一主面和第二主面中的另一主面和所述第二傳熱面的內面上,第一保持件,設置在所述殼體的位于所述殼體的正面與所述多個電池的正面之間的空間內;以及第二保持件,設置在所述殼體的位于所述殼體的背面與所述多個電池的背面之間的空間內。
(2)在根據(jù)(1)所述的電池單元中,其中,所述電池的電池元件存儲在外封裝件中,并且引出正電極接線片和負電極接線片,與所述多個電池的電極接線片連接的導電部形成在所述第一保持件和所述第二保持件中的至少一個上。
(3)根據(jù)(1)或(2)所述的電池單元,還包括沿電極引出方向貫穿保持件的孔,所述孔形成在第一保持件和第二保持件中的至少一個上,其中配置成連接所述多個電池的電極接線片的所述導電部在所述孔內暴露,并且從所述孔的一個開口插入的所述電極接線片的端部與所述導電部連接。
(4)在根據(jù)(1)至(3)中任一項所述的電池單元,還包括:形成所述殼體的貫穿第一保持件和第二保持件的兩個端部以及貫穿對應于所述兩個端部的位置的孔,并且金屬套管分別裝配在所述孔中。
(5)在根據(jù)(1)至(4)中任一項所述的電池單元,進一步包括具有導熱性的雙面膠粘帶形式的導熱片以熱連接相鄰的所述電池。
(6)在根據(jù)(1)至(5)中任一項所述的電池單元中,其中,所述保持件設置成使得母線通過嵌件成型而一體模制在樹脂塊中。
(7)一種電池模塊包括至少兩個電池單元,包括:至少兩個電池單元,其被層疊為彼此相對且其間具有間隙。其中,所述電池單元包括:箱形殼體,在所述箱形殼體中存儲多個電池,并且所述箱形殼體包括正面、背面、第一側面、第二側面、第一主面和第二主面;第一傳熱面,所述第一傳熱面設置在所述殼體的所述第一主面和第二主面中的至少一個主面上;第二傳熱面,所述第二傳熱面設置在所述第一側面和第二側面中的至少一個側面上并且與所述第一傳熱面連續(xù);絕緣面,所述絕緣面設置在所述正面、所述背面、所述第一主面和第二主面中的另一主面以及所述第二傳熱面的內面上;第一保持件,設置在所述殼體的位于所述殼體的正面與所述多個電池的正面之間的空間內;以及第二保持件,設置在所述殼體的位于所述殼體的背面與所述多個電池的背面之間的空間內。
[作為應用實例的住宅內的電力存儲系統(tǒng)]
參照圖21對本發(fā)明實施方式適用于住宅電力存儲系統(tǒng)的實例進行說明。例如,在用于住宅101的電力存儲系統(tǒng)100中,將電力從包括熱力發(fā)電裝置102a、核發(fā)電裝置102b、水力發(fā)電裝置102c等的中央電力系統(tǒng)102經(jīng)由電網(wǎng)109、信息網(wǎng)112、智能電表107、電力樞紐站108等提供給電力存儲裝置103。同時,將電力從獨立電源(諸如,家庭(domestic)發(fā)電裝置104)提供給電力存儲裝置103。存儲提供給電力存儲裝置103的電力。利用電力存儲裝置103供應用于住宅101的電力。不限于用于住宅101,類似的電力存儲系統(tǒng)也可用于建筑物。
為住宅101提供發(fā)電裝置104、用電裝置105、電力存儲裝置103、用于控制各個裝置的控制裝置110、智能電表107以及用于獲取信息的各種類型的傳感器111。各個裝置通過電網(wǎng)109和信息網(wǎng)112相互連接。太陽能電池、燃料電池等用作發(fā)電裝置104,將產(chǎn)生的電力提供給用電裝置105和/或電力存儲裝置103。用電裝置105的實例包括電冰箱105a、空調105b、電視接收器105c、浴器105d等。用電裝置105的實例進一步包括電動車輛106。電動車輛106的實例包括電動汽車106a、混合動力車106b以及電動摩托車106c。
本發(fā)明實施方式的上述電池單元或電池模塊適用于電力存儲裝置103。電力存儲裝置103由二次電池或電容器組成。例如,電力存儲裝置103由鋰離子電池單元組成。鋰離子電池可能是固定的或可用于電動車輛106。智能電表107具有測量商用電力消耗量并將測量的消耗量發(fā)送至電力公司的功能。電網(wǎng)109可采用dc供電、ac供電、無觸點供電中的任何一種或采用其組合。
各種類型傳感器111的實例包括人體檢測傳感器、照明傳感器、物體檢測傳感器、功耗傳感器、振動傳感器、接觸傳感器、溫度傳感器、紅外傳感器等。將由各種類型傳感器111獲取的信息傳輸至控制裝置110。利用來自傳感器111的信息,識別天氣狀態(tài)、人體狀態(tài)等,由此自動控制用電裝置105,從而能夠將能源消耗最小化。進一步地,控制裝置110可將住宅101有關的信息經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)傳輸至電力公司外部。
在電力樞紐站108,進行電力線分支和dc-ac轉換等處理。具有使用通信接口(諸如,通用異步收發(fā)器(uart))的方法以及根據(jù)無線通信標準使用傳感器網(wǎng)絡的方法(諸如藍牙(bluetooth),zigbee和wi-fi)作為與控制裝置110連接的信息網(wǎng)112的通信方法。藍牙方法適用于多媒體通信,實現(xiàn)一點對多點(one-to-many)連接的通信。zigbee使用電氣及電子工程師學會(ieee)802.15.4的物理層。ieee802.15.4是短程無線網(wǎng)絡標準的名稱,被稱為個人局域網(wǎng)(pan)或無線pan(wpan)。
控制裝置110與外部服務器113連接。服務器113可由住宅101、電力公司及服務提供商中任何一個管理。服務器113接收/傳輸?shù)男畔楣男畔?、生活模式信息、電費、天氣信息、自然災害信息和電力貿(mào)易相關信息。這些信息可由家庭(domestic)用電裝置(例如,電視接收器)傳輸/接收,且可由戶外裝置(例如,便攜式電話等)傳輸/接收。這些信息可在具有顯示功能(諸如,電視接收器、便攜式電話及個人數(shù)字助理(pda))的裝置上顯示。
用于控制各個元件的控制裝置110由中央處理單元(cpu)、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)等組成,存儲在該實例中的電力存儲裝置103中??刂蒲b置110經(jīng)由信息網(wǎng)112與電力存儲裝置103、家庭發(fā)電裝置104、用電裝置105、各種類型傳感器111及服務器113連接,例如,具有調整商用電力消耗量和發(fā)電量等的功能??刂蒲b置110可進一步具有在電力市場進行電力貿(mào)易的功能。
如上所述,不但能夠將諸如熱力發(fā)電裝置102a、核發(fā)電裝置102b和水力發(fā)電102c等中央電力系統(tǒng)102產(chǎn)生的電力,還將家庭發(fā)電裝置104(太陽能發(fā)電,風力發(fā)電)產(chǎn)生的電力,存儲在電力存儲裝置103中。相應地,即便家庭發(fā)電裝置104產(chǎn)生的電力不穩(wěn)定,也可執(zhí)行控制,穩(wěn)定發(fā)送到外部的電量或放出足夠電力。例如,可以將通過太陽能發(fā)電而獲得的電力存儲在電力存儲裝置103中,夜晚時,可以將便宜的午夜電力存儲在電力存儲裝置103中,存儲在電力存儲裝置103中的電力可以在電費貴的白天使用。
這里,控制裝置110在該實例中存儲在電力存儲裝置103中,但控制裝置110可存儲在智能電表107中或可獨立設置。進一步地,電力存儲系統(tǒng)100可用于多戶家庭的住宅樓的多戶家庭或用于多戶的獨戶住宅。
[作為應用實例的車輛內的電力存儲系統(tǒng)]
參照圖22對本發(fā)明實施方式適用于車輛電力存儲系統(tǒng)的實例進行說明。圖18示意性地示出了的混合動力車的配置的實例,其采用應用了本發(fā)明實施方式的串聯(lián)式混合系統(tǒng)。串聯(lián)式混合系統(tǒng)的車輛是一種使用由發(fā)動機驅動的發(fā)電機產(chǎn)生的電力或使用電池中存儲的電力以通過電能-驅動轉換裝置運行的汽車。
在該混合動力車200上,安裝有發(fā)動機201、發(fā)電機202、電能-驅動能轉換裝置203、驅動輪204a、驅動輪204b、車輪205a、車輪205b、電池208、車輛控制裝置209、各種類型傳感器210及充電口211。本發(fā)明實施方式的上述電池單元或電池模塊用作電池208。
混合動力車200由電能-驅動能轉換裝置203供電,以便運行。電能-驅動能轉換裝置203的實例為電機。電能-驅動能轉換裝置203在電池208的電力作用下運行,電能-驅動能轉換裝置203的旋轉力傳輸至驅動輪204a和204b。這里,通過將直流-交流轉換(dc-ac轉換)或反向轉換(ac-dc轉換)應用于必不可少的部分,電能-驅動能轉換裝置203可被ac電機或dc電機利用。各種類型傳感器210經(jīng)由車輛控制裝置209控制發(fā)動機轉速或控制未示出的節(jié)流閥開度(風門開度)。各種類型傳感器210包括速度傳感器、加速度傳感器、發(fā)動機轉速傳感器等。
發(fā)動機201的旋轉力傳輸至發(fā)電機202,由發(fā)電機202利用旋轉力產(chǎn)生的電力可存儲在電池208中。
當利用未示出的制動機構使混合動力車減速時,將減速度的阻力添加給電能-驅動能轉換裝置203以作為旋轉力,由電能-驅動能轉換裝置203利用旋轉力產(chǎn)生的再生電力存儲在電池208中。
當電池208與混合動力車外部的電源連接時,電池208可以經(jīng)由充當輸入口的充電口211從外部電源接收電力供應,還可以存儲接收的電力。
雖然未示出,但可設置根據(jù)二次電池相關信息對車輛控制進行信息處理的信息處理裝置。例如,根據(jù)電池余量相關信息進行電池剩余容量顯示的信息處理裝置作為這樣的信息處理裝置。
到目前為止,使用由發(fā)動機驅動的發(fā)電機產(chǎn)生的電力或使用電池中存儲的電力以通過電機運行的串聯(lián)式混合動力車已作為實例進行了說明。然而,本發(fā)明實施方式適用于并聯(lián)式混合動力車,該并聯(lián)式混合動力車由發(fā)動機和電機的輸出供電,任意切換和使用三種系統(tǒng),即,車輛僅在發(fā)動機作用下運行、僅在電機作用下運行以及在發(fā)動機和電機兩者作用下運行。進一步地,本發(fā)明實施方式有效適用于僅在驅動電機作用下而不使用發(fā)動機運行的所謂電動車輛。
[變型]
到目前為止,已對本發(fā)明實施方式進行了具體說明,但本發(fā)明實施方式不限于上述實施方式,可進行基于本發(fā)明技術理念的各種修改。例如,上述實施方式中記載的配置、方法、過程、形狀、材料、數(shù)量等僅僅是實例,必要時可使用不同配置、方法、過程、形狀、材料、數(shù)量等。
進一步地,上述實施方式的配置、方法、過程、形狀、材料、數(shù)量等在本發(fā)明實施方式的范圍內可相互組合。
本發(fā)明包含與于2011年5月27日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利申請jp2011-119687以及于2012年1月6日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利申請jp2012-001229中公開的主題相關的主題,其整體內容通過引用結合于此。