JPH09219213A - 電気自動車用二次電池及びその温度上昇緩和装置 - Google Patents
電気自動車用二次電池及びその温度上昇緩和装置Info
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- JPH09219213A JPH09219213A JP2397696A JP2397696A JPH09219213A JP H09219213 A JPH09219213 A JP H09219213A JP 2397696 A JP2397696 A JP 2397696A JP 2397696 A JP2397696 A JP 2397696A JP H09219213 A JPH09219213 A JP H09219213A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型化することなく効果的に温度上昇を抑制
することができる電気自動車用二次電池を実現する。 【解決手段】 本発明の電気自動車用二次電池の温度上
昇緩和装置は、正負電極2,2'及び電解質３をセパレータ
４で挟んで芯管５に巻いて積層する構造の自動車用二次
電池１において、芯管内に潜熱蓄熱材12を充填し、芯管
の一端に気体の封入されている圧力伝導管14の一端を接
続し、芯管内の潜熱蓄熱材と圧力伝導管内の気体との境
に潜熱蓄熱材の圧力を封入気体に伝達するための圧力伝
達機構13を設け、さらに圧力伝導管に気体の圧力を検出
する圧力センサ15を設け、圧力センサの検出する圧力値
に応じて二次電池の放電出力を制限制御するコントロー
ラ17を設けた構造である。
することができる電気自動車用二次電池を実現する。 【解決手段】 本発明の電気自動車用二次電池の温度上
昇緩和装置は、正負電極2,2'及び電解質３をセパレータ
４で挟んで芯管５に巻いて積層する構造の自動車用二次
電池１において、芯管内に潜熱蓄熱材12を充填し、芯管
の一端に気体の封入されている圧力伝導管14の一端を接
続し、芯管内の潜熱蓄熱材と圧力伝導管内の気体との境
に潜熱蓄熱材の圧力を封入気体に伝達するための圧力伝
達機構13を設け、さらに圧力伝導管に気体の圧力を検出
する圧力センサ15を設け、圧力センサの検出する圧力値
に応じて二次電池の放電出力を制限制御するコントロー
ラ17を設けた構造である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気自動車用二次電
池及びその温度上昇緩和装置に関する。
池及びその温度上昇緩和装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】従来から、電気自動車
用二次電池として、正負電極及び電解質をセパレータで
挟んで円筒形の芯管に巻いて積層する構造のリチウム二
次電池が知られているが、この従来の電気自動車用二次
電池の場合、芯管内は空洞にしていた。
用二次電池として、正負電極及び電解質をセパレータで
挟んで円筒形の芯管に巻いて積層する構造のリチウム二
次電池が知られているが、この従来の電気自動車用二次
電池の場合、芯管内は空洞にしていた。
【０００３】このリチウム二次電池のような電気自動車
用二次電池の場合、高出力放電時の大きな発熱によって
電池内部温度が７０℃を超えると電解質が不安定とな
り、寿命を縮め、性能を極端に劣化させることになり、
また７０℃を超える高温が長く続くと電池自体を破損さ
せてしまうおそれがあるために、温度上昇を緩和させる
ための冷却機構が必須となっている。
用二次電池の場合、高出力放電時の大きな発熱によって
電池内部温度が７０℃を超えると電解質が不安定とな
り、寿命を縮め、性能を極端に劣化させることになり、
また７０℃を超える高温が長く続くと電池自体を破損さ
せてしまうおそれがあるために、温度上昇を緩和させる
ための冷却機構が必須となっている。
【０００４】しかしながら、上記のような冷却機構によ
って電池温度の上昇を７０℃までに抑えようとすれば冷
却性能の大きな冷却装置、例えば、大型高出力の冷却フ
ァンを必要とし、それがまた二次電池の大容量化を招
き、電気自動車用二次電池、ひいては電気自動車自体の
小型化、軽量化を阻害する問題点があった。
って電池温度の上昇を７０℃までに抑えようとすれば冷
却性能の大きな冷却装置、例えば、大型高出力の冷却フ
ァンを必要とし、それがまた二次電池の大容量化を招
き、電気自動車用二次電池、ひいては電気自動車自体の
小型化、軽量化を阻害する問題点があった。
【０００５】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、空洞であった電池内の芯管に潜熱蓄熱
材を充填することによって二次電池内部からも熱を奪う
ようにして電池温度の上昇を自ら抑制する構造とし、そ
の冷却に比較的小型の冷却ファンを使用することができ
るようにした電気自動車用二次電池及びその温度上昇緩
和装置を提供することを目的とする。
なされたもので、空洞であった電池内の芯管に潜熱蓄熱
材を充填することによって二次電池内部からも熱を奪う
ようにして電池温度の上昇を自ら抑制する構造とし、そ
の冷却に比較的小型の冷却ファンを使用することができ
るようにした電気自動車用二次電池及びその温度上昇緩
和装置を提供することを目的とする。
【０００６】本発明はまた、二次電池の過度の温度上昇
に対して安全装置によって物理的にその出力を遮断する
ことによって過度の温度上昇を抑制することができる電
気自動車用二次電池の温度上昇緩和装置を提供すること
を目的とする。
に対して安全装置によって物理的にその出力を遮断する
ことによって過度の温度上昇を抑制することができる電
気自動車用二次電池の温度上昇緩和装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、正負
電極及び電解質をセパレータで挟んで芯管に巻いて積層
する構造の自動車用二次電池において、芯管内に潜熱蓄
熱材を充填したものである。
電極及び電解質をセパレータで挟んで芯管に巻いて積層
する構造の自動車用二次電池において、芯管内に潜熱蓄
熱材を充填したものである。
【０００８】この請求項１の発明の電気自動車用二次電
池では、潜熱蓄熱材自身の物理化学的な特性である相変
化による吸熱作用によって電池の発する熱を自身の温度
を上げることなく内部で吸収し、結果として二次電池の
温度上昇を自身の構造的な特徴によって緩和することが
できる。
池では、潜熱蓄熱材自身の物理化学的な特性である相変
化による吸熱作用によって電池の発する熱を自身の温度
を上げることなく内部で吸収し、結果として二次電池の
温度上昇を自身の構造的な特徴によって緩和することが
できる。
【０００９】請求項２の発明の電気自動車用二次電池の
温度上昇緩和装置は、請求項１の電気自動車用二次電池
に対して、その芯管の一端に気体の封入されている圧力
伝導管の一端を接続し、芯管内の潜熱蓄熱材と圧力伝導
管内の気体との境に潜熱蓄熱材の圧力を封入気体に伝達
するための圧力伝達機構を設け、さらに圧力伝導管に気
体の圧力を検出する圧力センサを設け、この圧力センサ
の検出する圧力値に応じて二次電池の放電出力を制限制
御するコントローラを設けたものである。
温度上昇緩和装置は、請求項１の電気自動車用二次電池
に対して、その芯管の一端に気体の封入されている圧力
伝導管の一端を接続し、芯管内の潜熱蓄熱材と圧力伝導
管内の気体との境に潜熱蓄熱材の圧力を封入気体に伝達
するための圧力伝達機構を設け、さらに圧力伝導管に気
体の圧力を検出する圧力センサを設け、この圧力センサ
の検出する圧力値に応じて二次電池の放電出力を制限制
御するコントローラを設けたものである。
【００１０】この請求項２の発明の電気自動車用二次電
池の温度上昇緩和装置では、二次電池の発熱を芯管内の
潜熱蓄熱材が吸収して熱膨張すると、圧力伝達機構を介
して圧力伝導管内の封入気体が圧力を受ける。この潜熱
蓄熱材の熱吸収量に応じて変化する封入気体の受ける圧
力に応じて、圧力センサが検出する圧力値も変動し、コ
ントローラはこの圧力センサの検出する圧力の変動に応
じて放電出力の制限制御を行い、過度の温度上昇を防止
する。
池の温度上昇緩和装置では、二次電池の発熱を芯管内の
潜熱蓄熱材が吸収して熱膨張すると、圧力伝達機構を介
して圧力伝導管内の封入気体が圧力を受ける。この潜熱
蓄熱材の熱吸収量に応じて変化する封入気体の受ける圧
力に応じて、圧力センサが検出する圧力値も変動し、コ
ントローラはこの圧力センサの検出する圧力の変動に応
じて放電出力の制限制御を行い、過度の温度上昇を防止
する。
【００１１】請求項３の発明の電気自動車用二次電池の
温度上昇緩和装置は、請求項１の電気自動車用二次電池
に対して、潜熱蓄熱材との間で熱交換するために芯管の
内部に、気体の封入されている圧力伝導管を通し、この
圧力伝導管の一部を外部に引き出してそれに封入気体の
圧力を検出する圧力センサを設け、この圧力センサの検
出する圧力値に応じて電気自動車用二次電池の放電出力
を制限制御するコントローラを設けたものである。
温度上昇緩和装置は、請求項１の電気自動車用二次電池
に対して、潜熱蓄熱材との間で熱交換するために芯管の
内部に、気体の封入されている圧力伝導管を通し、この
圧力伝導管の一部を外部に引き出してそれに封入気体の
圧力を検出する圧力センサを設け、この圧力センサの検
出する圧力値に応じて電気自動車用二次電池の放電出力
を制限制御するコントローラを設けたものである。
【００１２】この請求項３の発明の電気自動車用二次電
池の温度上昇緩和装置では、二次電池の芯管内でそこに
充填されている潜熱蓄熱材と圧力伝導管内の封入気体と
の間で熱交換を行い、二次電池の発した熱を圧力伝導管
内の封入気体に移すことになり、この結果として、封入
気体の圧力が二次電池の発熱量の変化に応じて変動す
る。そこで封入気体の圧力変動を圧力センサによって検
出し、コントローラがこの圧力センサの検出する圧力の
変動に応じて放電出力の制限制御を行い、過度の温度上
昇を防止する。
池の温度上昇緩和装置では、二次電池の芯管内でそこに
充填されている潜熱蓄熱材と圧力伝導管内の封入気体と
の間で熱交換を行い、二次電池の発した熱を圧力伝導管
内の封入気体に移すことになり、この結果として、封入
気体の圧力が二次電池の発熱量の変化に応じて変動す
る。そこで封入気体の圧力変動を圧力センサによって検
出し、コントローラがこの圧力センサの検出する圧力の
変動に応じて放電出力の制限制御を行い、過度の温度上
昇を防止する。
【００１３】請求項４の発明は、請求項２又は３の電気
自動車用二次電池の温度上昇緩和装置において、さら
に、圧力伝導管に封入気体の圧力が所定値以上になった
時にその気体を解放する安全弁と、この安全弁の作動に
よって解放される気体の勢いによって動作して二次電池
の出力ラインを遮断する安全装置とを設けたものであ
る。
自動車用二次電池の温度上昇緩和装置において、さら
に、圧力伝導管に封入気体の圧力が所定値以上になった
時にその気体を解放する安全弁と、この安全弁の作動に
よって解放される気体の勢いによって動作して二次電池
の出力ラインを遮断する安全装置とを設けたものであ
る。
【００１４】この請求項４の発明の電気自動車用二次電
池の温度上昇緩和装置では、二次電池の発熱を潜熱蓄熱
材が吸収して熱膨張し、これによって圧力伝導管内の封
入気体の圧力が上昇して所定値以上になれば安全弁が作
動する。そしてこの安全弁の作動によって解放される封
入気体の勢いで安全装置が動作し、二次電池の出力ライ
ンを遮断することによって二次電池の放電を停止させ、
それ以上の温度上昇による損傷を防止する。
池の温度上昇緩和装置では、二次電池の発熱を潜熱蓄熱
材が吸収して熱膨張し、これによって圧力伝導管内の封
入気体の圧力が上昇して所定値以上になれば安全弁が作
動する。そしてこの安全弁の作動によって解放される封
入気体の勢いで安全装置が動作し、二次電池の出力ライ
ンを遮断することによって二次電池の放電を停止させ、
それ以上の温度上昇による損傷を防止する。
【００１５】
【発明の効果】請求項１の発明の電気自動車用二次電池
によれば、潜熱蓄熱材自身の物理化学的な特性である相
変化による吸熱作用によって電池の発する熱を自身の温
度を上げることなく内部で吸収し、結果として二次電池
の温度上昇を自身の構造的な特徴によって緩和すること
ができる。
によれば、潜熱蓄熱材自身の物理化学的な特性である相
変化による吸熱作用によって電池の発する熱を自身の温
度を上げることなく内部で吸収し、結果として二次電池
の温度上昇を自身の構造的な特徴によって緩和すること
ができる。
【００１６】請求項２の発明の電気自動車用二次電池の
温度上昇緩和装置によれば、二次電池の発熱を芯管内の
潜熱蓄熱材が吸収して熱膨張すると、圧力伝達機構を介
して圧力伝導管内の封入気体が圧力が上昇し、同時にコ
ントローラがこの圧力センサの検出する圧力の変動に応
じて二次電池の放電出力の制限制御を行うことによって
過度の温度上昇を効果的に防止することができる。
温度上昇緩和装置によれば、二次電池の発熱を芯管内の
潜熱蓄熱材が吸収して熱膨張すると、圧力伝達機構を介
して圧力伝導管内の封入気体が圧力が上昇し、同時にコ
ントローラがこの圧力センサの検出する圧力の変動に応
じて二次電池の放電出力の制限制御を行うことによって
過度の温度上昇を効果的に防止することができる。
【００１７】請求項３の発明の電気自動車用二次電池の
温度上昇緩和装置によれば、二次電池の芯管内でそこに
充填されている潜熱蓄熱材と圧力伝導管内の封入気体と
の間で熱交換を行い、二次電池の発した熱を圧力伝導管
内の封入気体に移し、この封入気体の圧力変動を圧力セ
ンサによって検出し、コントローラがこの圧力センサの
検出する圧力の変動に応じて放電出力の制限制御を行
い、過度の温度上昇を防止することができる。
温度上昇緩和装置によれば、二次電池の芯管内でそこに
充填されている潜熱蓄熱材と圧力伝導管内の封入気体と
の間で熱交換を行い、二次電池の発した熱を圧力伝導管
内の封入気体に移し、この封入気体の圧力変動を圧力セ
ンサによって検出し、コントローラがこの圧力センサの
検出する圧力の変動に応じて放電出力の制限制御を行
い、過度の温度上昇を防止することができる。
【００１８】請求項４の発明の電気自動車用二次電池の
温度上昇緩和装置によれば、二次電池の発熱を潜熱蓄熱
材が吸収して熱膨張し、これによって圧力伝導管内の封
入気体の圧力が上昇して所定値以上になれば安全弁を作
動させ、この安全弁の作動によって解放される封入気体
の勢いで安全装置を動作させ、二次電池の出力ラインを
遮断することによって二次電池の放電を停止させること
ができ、電池内部の急激な温度上昇に起因する損傷を未
然に防止することができる。
温度上昇緩和装置によれば、二次電池の発熱を潜熱蓄熱
材が吸収して熱膨張し、これによって圧力伝導管内の封
入気体の圧力が上昇して所定値以上になれば安全弁を作
動させ、この安全弁の作動によって解放される封入気体
の勢いで安全装置を動作させ、二次電池の出力ラインを
遮断することによって二次電池の放電を停止させること
ができ、電池内部の急激な温度上昇に起因する損傷を未
然に防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の電気自動車用二次電
池の温度上昇緩和装置の１つの実施の形態を示してお
り、電気自動車用二次電池１はリチウム二次電池であっ
て、正負電極２，２´及び電解質３をセパレータ４を挟
んで芯管５の周囲に巻いて積層し、これをドラム形の電
池ケース６内に収容し、さらに集電リング７によって正
負電極２，２´を極柱８に接続して構成した端子９を、
電池ケース６の端部にワッシャ１０及びナット１１によ
って固定した構造である。
基づいて詳説する。図１は本発明の電気自動車用二次電
池の温度上昇緩和装置の１つの実施の形態を示してお
り、電気自動車用二次電池１はリチウム二次電池であっ
て、正負電極２，２´及び電解質３をセパレータ４を挟
んで芯管５の周囲に巻いて積層し、これをドラム形の電
池ケース６内に収容し、さらに集電リング７によって正
負電極２，２´を極柱８に接続して構成した端子９を、
電池ケース６の端部にワッシャ１０及びナット１１によ
って固定した構造である。
【００２０】円筒形の芯管５内には、例えば、ＮａＣＨ
3 ＯＯ・３Ｈ2 Ｏのような融点が６０℃程度である潜熱
蓄熱材１２が充填してあり、前記端子９の極柱８の内側
端部を栓にして芯管５内に潜熱蓄熱材１２を閉じ込めて
いる。
3 ＯＯ・３Ｈ2 Ｏのような融点が６０℃程度である潜熱
蓄熱材１２が充填してあり、前記端子９の極柱８の内側
端部を栓にして芯管５内に潜熱蓄熱材１２を閉じ込めて
いる。
【００２１】極柱８の内側端部には図２に拡大して示す
ような圧力伝達部１３を設け、極柱８を貫通するように
挿入された圧力伝導管１４の端部がこの圧力伝達部１３
に接続してある。圧力伝導管１４内には圧力伝導のため
に気体が封入してある。
ような圧力伝達部１３を設け、極柱８を貫通するように
挿入された圧力伝導管１４の端部がこの圧力伝達部１３
に接続してある。圧力伝導管１４内には圧力伝導のため
に気体が封入してある。
【００２２】図２に示すように、圧力伝達部１３は圧力
伝達板１３ａとピストン１３ｂを極柱８の端部に形成さ
れたシリンダ部１３ｃ内に収容し、圧力伝達板１３ａを
二次電池１の潜熱蓄熱材１２に接触させ、ピストン１３
ｂを圧力伝導管１４の端部開口に出入りさせる構造であ
り、二次電池１の温度上昇によって潜熱蓄熱材１２が熱
膨張すると、潜熱蓄熱材１２が圧力伝達板１３ａを押し
てピストン１３ｂを圧力伝導管１４の端部開口に深く突
っ込ませ、圧力伝導管１４内の封入気体を圧縮してその
圧力を上昇させる。こうして二次電池１の発熱の度合い
をその熱量を吸収する潜熱蓄熱材１２の熱膨張の度合い
に変換し、さらにこれを圧力伝導管１４内の封入気体の
圧力上昇の度合いに変換するようにしている。また潜熱
蓄熱材１２の熱も圧力伝達部１３を介して圧力伝導管１
４内の封入気体に伝導し、この封入気体をいっそう圧力
上昇させることになる。
伝達板１３ａとピストン１３ｂを極柱８の端部に形成さ
れたシリンダ部１３ｃ内に収容し、圧力伝達板１３ａを
二次電池１の潜熱蓄熱材１２に接触させ、ピストン１３
ｂを圧力伝導管１４の端部開口に出入りさせる構造であ
り、二次電池１の温度上昇によって潜熱蓄熱材１２が熱
膨張すると、潜熱蓄熱材１２が圧力伝達板１３ａを押し
てピストン１３ｂを圧力伝導管１４の端部開口に深く突
っ込ませ、圧力伝導管１４内の封入気体を圧縮してその
圧力を上昇させる。こうして二次電池１の発熱の度合い
をその熱量を吸収する潜熱蓄熱材１２の熱膨張の度合い
に変換し、さらにこれを圧力伝導管１４内の封入気体の
圧力上昇の度合いに変換するようにしている。また潜熱
蓄熱材１２の熱も圧力伝達部１３を介して圧力伝導管１
４内の封入気体に伝導し、この封入気体をいっそう圧力
上昇させることになる。
【００２３】圧力伝導管１４の他端には圧力センサ１５
を取り付け、封入気体の圧力監視を行い、また封入気体
が所定圧力以上になった時に解放する安全弁１６も設け
てある。
を取り付け、封入気体の圧力監視を行い、また封入気体
が所定圧力以上になった時に解放する安全弁１６も設け
てある。
【００２４】圧力センサ１５の検出信号はコントローラ
１７に伝送される。このコントローラ１７は圧力センサ
１５からの圧力信号を対応する電池内部温度に換算し、
その温度により電気自動車駆動モータ（図示せず）へ二
次電池１から出力する電流を制御すると共に二次電池１
を外部から冷却する冷却ファン１８の回転力を制御して
電池表面の温度上昇を調整する。
１７に伝送される。このコントローラ１７は圧力センサ
１５からの圧力信号を対応する電池内部温度に換算し、
その温度により電気自動車駆動モータ（図示せず）へ二
次電池１から出力する電流を制御すると共に二次電池１
を外部から冷却する冷却ファン１８の回転力を制御して
電池表面の温度上昇を調整する。
【００２５】圧力伝導管１４には安全弁１６を介してリ
リーフ管１９の一端を接続し、このリリーフ管１９の他
端に強電遮断器２０を設置して、安全弁１６が封入気体
を解放する時にその勢いで作動子２１を動作させ、二次
電池１からの出力ライン２２を機械的に遮断するように
してある。
リーフ管１９の一端を接続し、このリリーフ管１９の他
端に強電遮断器２０を設置して、安全弁１６が封入気体
を解放する時にその勢いで作動子２１を動作させ、二次
電池１からの出力ライン２２を機械的に遮断するように
してある。
【００２６】次に、上記構成の電気自動車用二次電池の
温度上昇緩和装置の動作について説明する。低出力放電
時、あるいは冬季寒冷期のように外気温の低い場合には
二次電池１の冷却はほとんど必要とされないが、特に夏
季に高出力で放電させる時のように電池内部温度が急激
に上昇すると冷却ファン１８により電池表面を冷却する
と共に潜熱蓄熱材１２で二次電池１の内部発熱を吸収し
て温度上昇を緩和することにより、電池内部温度が７０
℃を超えないようにする。この場合の制御は次のように
なる。
温度上昇緩和装置の動作について説明する。低出力放電
時、あるいは冬季寒冷期のように外気温の低い場合には
二次電池１の冷却はほとんど必要とされないが、特に夏
季に高出力で放電させる時のように電池内部温度が急激
に上昇すると冷却ファン１８により電池表面を冷却する
と共に潜熱蓄熱材１２で二次電池１の内部発熱を吸収し
て温度上昇を緩和することにより、電池内部温度が７０
℃を超えないようにする。この場合の制御は次のように
なる。
【００２７】二次電池１の内部発熱が大きくなれば、潜
熱蓄熱材１２がその発熱を吸収して内部に蓄熱し、熱膨
張する。潜熱蓄熱材１２は芯管５内に充填されているの
で、熱膨張する時には図２に示すように圧力伝達部１３
の圧力伝達板１３ａをシリンダ部１３ｃおよびこれと連
通する圧力伝導管１４内に封入されている気体の圧力に
抗して移動させ、これによって封入気体の圧力が上昇す
る。圧力伝導管１４内の封入気体は、潜熱蓄熱材１２の
熱を圧力伝達部１３を介して受けて温度上昇し、これに
よっても圧力上昇することになる。
熱蓄熱材１２がその発熱を吸収して内部に蓄熱し、熱膨
張する。潜熱蓄熱材１２は芯管５内に充填されているの
で、熱膨張する時には図２に示すように圧力伝達部１３
の圧力伝達板１３ａをシリンダ部１３ｃおよびこれと連
通する圧力伝導管１４内に封入されている気体の圧力に
抗して移動させ、これによって封入気体の圧力が上昇す
る。圧力伝導管１４内の封入気体は、潜熱蓄熱材１２の
熱を圧力伝達部１３を介して受けて温度上昇し、これに
よっても圧力上昇することになる。
【００２８】二次電池１の内部発熱が小さいうちは、冷
却ファン１８による電池表面の冷却と、潜熱蓄熱材１２
による熱吸収及び封入気体の圧力上昇だけで二次電池１
の温度上昇を抑える。
却ファン１８による電池表面の冷却と、潜熱蓄熱材１２
による熱吸収及び封入気体の圧力上昇だけで二次電池１
の温度上昇を抑える。
【００２９】しかしながら、電池表面の冷却ファン１８
による冷却と潜熱蓄熱材１２による熱吸収によっても二
次電池１の温度上昇を抑えることができない場合、それ
は圧力センサ１５の検出する封入気体の圧力があらかじ
め設定されている所定値を超えるまでに上昇することに
なって現れるが、コントローラ１７は圧力センサ１５の
検出する圧力値から二次電池１の温度が所定値以上に高
くなれば冷却ファン１８をフルパワーで駆動させると共
に二次電池１から駆動モータ（図示せず）への放電出力
を制限することによって所定値以上に電池温度が上昇す
るのを防止する。
による冷却と潜熱蓄熱材１２による熱吸収によっても二
次電池１の温度上昇を抑えることができない場合、それ
は圧力センサ１５の検出する封入気体の圧力があらかじ
め設定されている所定値を超えるまでに上昇することに
なって現れるが、コントローラ１７は圧力センサ１５の
検出する圧力値から二次電池１の温度が所定値以上に高
くなれば冷却ファン１８をフルパワーで駆動させると共
に二次電池１から駆動モータ（図示せず）への放電出力
を制限することによって所定値以上に電池温度が上昇す
るのを防止する。
【００３０】さらに、何らかの原因でこのような二次電
池１の出力制限と冷却ファン１８のフルパワー運転でも
温度上昇が食い止められないで電池温度が７０℃を超え
るまでに急激に上昇して電池に損傷を与えるおそれがあ
る事態になれば、この場合には封入気体の圧力がそれに
見合う高圧となって安全弁１６を作動させることにな
る。安全弁１６が開くと、圧力伝導管１４内の封入気体
がリリーフ管１９に勢いよく飛び出し、これが強電遮断
器２０の作動子２１を押動かして出力ライン２２を物理
的に遮断し、二次電池１の放電出力を停止させてその急
激な温度上昇に起因する損傷を未然に防ぐ。
池１の出力制限と冷却ファン１８のフルパワー運転でも
温度上昇が食い止められないで電池温度が７０℃を超え
るまでに急激に上昇して電池に損傷を与えるおそれがあ
る事態になれば、この場合には封入気体の圧力がそれに
見合う高圧となって安全弁１６を作動させることにな
る。安全弁１６が開くと、圧力伝導管１４内の封入気体
がリリーフ管１９に勢いよく飛び出し、これが強電遮断
器２０の作動子２１を押動かして出力ライン２２を物理
的に遮断し、二次電池１の放電出力を停止させてその急
激な温度上昇に起因する損傷を未然に防ぐ。
【００３１】こうして、この実施の形態の電気自動車用
二次電池の温度上昇緩和装置では、二次電池１内の芯管
５内に潜熱蓄熱材１２を充填し、圧力伝達部１３を介し
て潜熱蓄熱材１２の膨張と熱により圧力の上昇する気体
の封入された圧力伝導管１４を配置し、さらにこの圧力
伝導管１４の端部に圧力センサ１５と安全弁１６、さら
に強電遮断器２０を配置し、圧力センサ１５の検出する
圧力をコントローラ１７によって電池内部温度に換算し
てその温度状態によって冷却ファン１８の作動制御と電
池放電出力の制限制御を行い、また急激な温度上昇に対
しては安全弁１６を作動させ、これに連動するように強
電遮断器２０を作動させて出力ライン２２を遮断するこ
とによって電池放電を強制的に停止させて過度の温度上
昇を食い止めるようにしているので、二次電池１と電気
的に絶縁された構造で電池内部温度を検知してその出力
制限制御が行えると共に、急激な温度上昇に対しても物
理的な作用で出力ライン２２を遮断して電池の重大事故
を未然に防ぐことができる。
二次電池の温度上昇緩和装置では、二次電池１内の芯管
５内に潜熱蓄熱材１２を充填し、圧力伝達部１３を介し
て潜熱蓄熱材１２の膨張と熱により圧力の上昇する気体
の封入された圧力伝導管１４を配置し、さらにこの圧力
伝導管１４の端部に圧力センサ１５と安全弁１６、さら
に強電遮断器２０を配置し、圧力センサ１５の検出する
圧力をコントローラ１７によって電池内部温度に換算し
てその温度状態によって冷却ファン１８の作動制御と電
池放電出力の制限制御を行い、また急激な温度上昇に対
しては安全弁１６を作動させ、これに連動するように強
電遮断器２０を作動させて出力ライン２２を遮断するこ
とによって電池放電を強制的に停止させて過度の温度上
昇を食い止めるようにしているので、二次電池１と電気
的に絶縁された構造で電池内部温度を検知してその出力
制限制御が行えると共に、急激な温度上昇に対しても物
理的な作用で出力ライン２２を遮断して電池の重大事故
を未然に防ぐことができる。
【００３２】なお、上記の実施の形態において強電遮断
器２０に代えて、図３に示すように強電遮断スイッチ２
０´を採用することもできる。図１に示した強電遮断器
２０の場合には作動子２１によって一度遮断動作する
と、出力ライン２２を物理的に切断してしまうので、強
電遮断器２０の全体を交換しない限り復帰することがで
きない無駄があるが、図３に示したような強電遮断スイ
ッチ２０´を使用する場合、作動子２１´によって一度
遮断動作しても、作動子２１´を復帰させることによっ
て再使用することができる。
器２０に代えて、図３に示すように強電遮断スイッチ２
０´を採用することもできる。図１に示した強電遮断器
２０の場合には作動子２１によって一度遮断動作する
と、出力ライン２２を物理的に切断してしまうので、強
電遮断器２０の全体を交換しない限り復帰することがで
きない無駄があるが、図３に示したような強電遮断スイ
ッチ２０´を使用する場合、作動子２１´によって一度
遮断動作しても、作動子２１´を復帰させることによっ
て再使用することができる。
【００３３】次に、本発明の第２の実施の形態を図４に
基づいて詳説する。この実施の形態の電気自動車用二次
電池の温度上昇緩和装置は、電気自動車用二次電池１´
の芯管５内に潜熱蓄熱材１２を充電すると共にこの潜熱
蓄熱材１２内に吸熱兼圧力伝導管１４ａを配置し、電池
ケース６の端部の端子９´の極柱８´を貫通させた圧力
伝導管１４ｂの一端にこの吸熱兼圧力伝導管１４ａを接
続し、さらに圧力伝導管１４ｂの他端部に管路分岐部２
５を介して放熱部２６を設置し、吸熱兼圧力伝導管１４
ａと圧力伝導管１４ｂ及び放熱部２６に気体を封入した
構造を特徴としている。なお、以上の構成要素以外の要
素については図１に示した第１の実施の形態と共通する
ので、同じ符号を付すことによってその詳しい説明を省
略する。
基づいて詳説する。この実施の形態の電気自動車用二次
電池の温度上昇緩和装置は、電気自動車用二次電池１´
の芯管５内に潜熱蓄熱材１２を充電すると共にこの潜熱
蓄熱材１２内に吸熱兼圧力伝導管１４ａを配置し、電池
ケース６の端部の端子９´の極柱８´を貫通させた圧力
伝導管１４ｂの一端にこの吸熱兼圧力伝導管１４ａを接
続し、さらに圧力伝導管１４ｂの他端部に管路分岐部２
５を介して放熱部２６を設置し、吸熱兼圧力伝導管１４
ａと圧力伝導管１４ｂ及び放熱部２６に気体を封入した
構造を特徴としている。なお、以上の構成要素以外の要
素については図１に示した第１の実施の形態と共通する
ので、同じ符号を付すことによってその詳しい説明を省
略する。
【００３４】この第２の実施の形態の電気自動車用二次
電池の温度上昇緩和装置では、二次電池１´の発熱を潜
熱蓄熱材１２によって吸熱し、潜熱蓄熱材１２の温度上
昇があれば吸熱兼圧力伝導管１４ａ内の封入気体との間
で熱交換を行う。そして熱交換によって温度上昇し、圧
力が増加した封入気体はこの吸熱兼圧力伝導管１４ａと
これに連通する外部の圧力伝導管１４ｂ、さらに管路分
岐部２５を経て放熱部２６まで循環し、放熱部２６にお
いて外気に放熱し、これによって結果的に二次電池１´
の熱を放熱し、内部温度の上昇を緩和する。
電池の温度上昇緩和装置では、二次電池１´の発熱を潜
熱蓄熱材１２によって吸熱し、潜熱蓄熱材１２の温度上
昇があれば吸熱兼圧力伝導管１４ａ内の封入気体との間
で熱交換を行う。そして熱交換によって温度上昇し、圧
力が増加した封入気体はこの吸熱兼圧力伝導管１４ａと
これに連通する外部の圧力伝導管１４ｂ、さらに管路分
岐部２５を経て放熱部２６まで循環し、放熱部２６にお
いて外気に放熱し、これによって結果的に二次電池１´
の熱を放熱し、内部温度の上昇を緩和する。
【００３５】また管路分岐部２５の近くにセットされて
いる圧力センサ１５は電池温度の上昇に対応して上昇す
る封入気体の圧力を監視し、コントローラ１７に圧力検
出信号を伝送し、温度換算した圧力値が高くなれば冷却
ファン１８をフルパワーで駆動すると共に電気自動車駆
動モータへの放電出力を制限することによって電池温度
の上昇を抑制する。
いる圧力センサ１５は電池温度の上昇に対応して上昇す
る封入気体の圧力を監視し、コントローラ１７に圧力検
出信号を伝送し、温度換算した圧力値が高くなれば冷却
ファン１８をフルパワーで駆動すると共に電気自動車駆
動モータへの放電出力を制限することによって電池温度
の上昇を抑制する。
【００３６】そして電池温度の急激で過度な上昇のため
に封入気体の圧力が過度に上昇すれば、安全弁１６が作
動して強電遮断器２０を作動させて出力ライン２２を遮
断し、電池出力を停止して過度の温度上昇に起因する電
池損傷事故が発生するのを未然に防止する。
に封入気体の圧力が過度に上昇すれば、安全弁１６が作
動して強電遮断器２０を作動させて出力ライン２２を遮
断し、電池出力を停止して過度の温度上昇に起因する電
池損傷事故が発生するのを未然に防止する。
【００３７】このようにしてこの第２の実施の形態の電
気自動車用二次電池の温度上昇緩和装置では、第１の実
施の形態と同様にコントローラ１７による電池出力の制
限制御による温度上昇の防止、安全弁１６と強電遮断器
２０による急激な温度上昇に対する安全保護動作ができ
る上に、電池内部の熱を吸収した封入気体の熱を放熱部
２６において放熱させ、また電池内部に循環させること
によって二次電池１´の内部発熱を効果的に除去して温
度上昇を緩和することができる。
気自動車用二次電池の温度上昇緩和装置では、第１の実
施の形態と同様にコントローラ１７による電池出力の制
限制御による温度上昇の防止、安全弁１６と強電遮断器
２０による急激な温度上昇に対する安全保護動作ができ
る上に、電池内部の熱を吸収した封入気体の熱を放熱部
２６において放熱させ、また電池内部に循環させること
によって二次電池１´の内部発熱を効果的に除去して温
度上昇を緩和することができる。
【００３８】なお、この第２の実施の形態においても強
電遮断器２０に代えて、図３に示したような強電遮断ス
イッチ２０´を用いることができる。
電遮断器２０に代えて、図３に示したような強電遮断ス
イッチ２０´を用いることができる。
【図１】本発明の１つの実施の形態の系統図。
【図２】上記の実施の形態における圧力伝達部の拡大断
面図。
面図。
【図３】上記の実施の形態に用いることができる強電遮
断スイッチの説明図。
断スイッチの説明図。
【図４】本発明の他の実施の形態の系統図。
１，１´ 二次電池 ２，２´ 正負電極 ３ 電解質 ４ セパレータ ５ 芯管 ６ 電池ケース ７ 集電リング ８，８´ 極柱 ９，９´ 端子 １０ ワッシャ １１ ナット １２ 潜熱蓄熱材 １３ 圧力伝達部 １３ａ 圧力伝達板 １３ｂ ピストン １３ｃ シリンダ部 １４ 圧力伝導管 １４ａ 吸熱兼圧力伝導管 １４ｂ 圧力伝導管 １５ 圧力センサ １６ 安全弁 １８ 冷却ファン １９ リリーフ管 ２０ 強電遮断器 ２０´ 強電遮断スイッチ ２１，２１´ 作動子 ２２ 出力ライン ２５ 管路分岐部 ２６ 放熱部
Claims (4)
- 【請求項１】 正負電極及び電解質をセパレータで挟ん
で芯管に巻いて積層する構造の自動車用二次電池におい
て、 前記芯管内に潜熱蓄熱材を充填して成る電気自動車用二
次電池。 - 【請求項２】 前記芯管の一端に気体の封入されている
圧力伝導管の一端を接続し、 前記芯管内の潜熱蓄熱材と前記圧力伝導管内の気体との
境に前記潜熱蓄熱材の圧力を前記気体に伝達するための
圧力伝達機構を設け、 前記圧力伝導管に前記気体の圧力を検出する圧力センサ
を設け、 前記圧力センサの検出する圧力値に応じて前記電気自動
車用二次電池の放電出力を制限制御するコントローラを
設けて成る請求項１記載の電気自動車用二次電池の温度
上昇緩和装置。 - 【請求項３】 前記芯管の内部に、前記潜熱蓄熱材との
間で熱交換するために内部に気体の封入されている圧力
伝導管を通し、 前記圧力伝導管の一部を外部に引き出し、前記引き出さ
れた圧力伝導管に前記気体の圧力を検出する圧力センサ
を設け、 前記圧力センサの検出する圧力値に応じて前記電気自動
車用二次電池の放電出力を制限制御するコントローラを
設けて成る請求項１記載の電気自動車用二次電池の温度
上昇緩和装置。 - 【請求項４】 前記圧力伝導管に前記気体の圧力が所定
値以上になった時に前記気体を解放する安全弁と、前記
安全弁の作動によって解放される気体の勢いによって動
作して前記電気自動車用二次電池の出力ラインを遮断す
る安全装置とを設けて成る請求項２又は３記載の電気自
動車用二次電池の温度上昇緩和装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2397696A JPH09219213A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 電気自動車用二次電池及びその温度上昇緩和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2397696A JPH09219213A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 電気自動車用二次電池及びその温度上昇緩和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09219213A true JPH09219213A (ja) | 1997-08-19 |
Family
ID=12125596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2397696A Pending JPH09219213A (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 電気自動車用二次電池及びその温度上昇緩和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09219213A (ja) |
Cited By (39)
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- 1996-02-09 JP JP2397696A patent/JPH09219213A/ja active Pending
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