專利名稱：電池組和具有該電池組的車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電池組和安裝有該電池組的車輛。
背景技術：
電池組具有排列的多個單電池(cell)。各單電池設置有允許單電池內(nèi)所產(chǎn)生的 氣體被釋放出的閥構件。在單電池內(nèi)的氣體達到一定壓力時，該閥構件打開以釋放氣體，于 是，氣體被從單電池釋放出。電池組還具有用于使從各個單電池釋放的氣體進入以及排出 氣體的排氣通道(見專利文獻1和專利文獻2)。[專利文獻1]日本特開2002-151025號公報[專利文獻2]日本特開2002-236605號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，在專利文獻1和專利文獻2所公開的技術中，經(jīng)由排氣通道的氣體排出僅依 賴于從單電池釋放出的氣體本身的壓力。由于該原因，存在當從單電池釋放出的氣體的量 較少時不能充分地排出該氣體的可能性。因此，本發(fā)明的目的是提供一種即使從單電池釋放出的氣體的量較少時也能夠排 出氣體的高可靠性的電池組，并且還提供一種具有能夠改進可靠性的電池組的車輛。用于解決問題的方案一種電池組，其包括電池模塊單元，其具有排列的多個電池模塊，每個電池模塊 均具有單電池，所述單電池被容納在殼體中并且設置有用于將所述單電池中產(chǎn)生的氣體釋 放到所述殼體內(nèi)的閥構件；冷卻氣流通道，其沿著所述電池模塊的所述殼體的外表面形成， 并且冷卻氣流在所述冷卻氣流通道中流動；和排氣管，其形成排氣通道，所述排氣管在與所 述電池模塊單元鄰接的狀態(tài)下沿所述多個電池模塊的排列方向延伸，用于從所述電池模塊 排出釋放到所述殼體中的氣體，所述排氣管具有(a)氣體入口，用于將釋放到所述殼體中 的氣體引導到所述排氣管中，所述氣體入口與設置于各所述殼體的用于排出氣體的排氣孔 連通；和(b)至少一個進氣口，用于使所述冷卻氣流進入。用于實現(xiàn)上述的目的的車輛設置有這樣的車輛安裝型電池組。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，不僅從單電池釋放出的氣體本身的壓力而且經(jīng)由排氣管的進氣口進 入的冷卻風所產(chǎn)生的氣流使得氣體能夠經(jīng)由排氣通道排出。由此，即使當從單電池釋放出 的氣體的量較少時，該氣體也能夠被排出，于是能夠提供具有高可靠性的電池組。此外，關于安裝有這樣的高可靠性電池組的車輛，即使當從單電池釋放出的氣體 的量較少時，由于能夠從各單電池排出該氣體，因此能夠提供具有高可靠性的車輛。


圖1是本發(fā)明的電池組的立體圖。圖2是示意性示出電池組內(nèi)部的冷卻風或冷卻氣流的流動的圖。圖3是由排列的多個電池模塊形成的電池模塊單元的立體圖。圖4A是平坦型鋰離子二次電池的單電池的立體圖。圖4B是電池模塊的分解立體 圖。圖5是示出電池模塊和排氣管的立體圖。圖6A是被配置在圖2中的電池組的下側(cè)的排氣管的放大立體圖。圖6B是被配置 在圖2中的電池組的上側(cè)的排氣管的立體圖。圖6C是沿圖6B中的箭頭A觀察的排氣管的
立體圖。圖6D是沿圖6B中的箭頭B觀察的排氣管的立體圖。
圖7是安裝有圖1所示的電池組的車輛的示意圖。
圖8是根據(jù)變型例1的排氣管的主要部分的立體圖。
圖9是根據(jù)變型例2的排氣管的主要部分的立體圖。
圖10是示意性示出根據(jù)變型例3的電池組內(nèi)部的冷卻氣流的流動的圖。
圖IlA和圖IlB是分別示出根據(jù)變型例4的排氣管的立體圖和剖視圖的圖
圖12A是示出變型例4的控制系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)圖。圖12B是執(zhí)行變型例操作的流程圖。
圖13A和圖13B是分別示出根據(jù)變型例5的排氣管的立體圖和剖視圖的圖
附圖標記說明
10電池組
IOa電池組
11電池組殼體
12入口(用于冷卻氣流的開口 )
13出口
14入口管
15出口管
16吹風機
20冷卻氣流通道
21冷卻氣流
30單電池，鋰離子二次電池
33諸如層疊膜等包裝體
34閥構件
40電池模塊
41殼體(金屬殼體)
42排氣孔
43電池單元
50電池模塊單元
51端板
5
60排氣管
60a排氣口
61氣體
62氣體入口
63進氣口
64內(nèi)部通道
65密封部
66熱敏電阻器(傳感器)
67進氣口
70框架
80車輛
90遮蓋構件
91門(遮蓋構件)
92轉(zhuǎn)軸
93連接棒
94支架
95門(遮蓋構件)
100風扇
101馬達
102致動器(驅(qū)動部)
103電池控制器(控制部)
S電池模塊的排列方向
具體實施例方式下面，將參考

本發(fā)明的實施方式。圖1是本發(fā)明的電池組10的立體圖。圖2是示意性示出電池組10內(nèi)部的冷卻風 或冷卻氣流21的流動的圖。圖3是由排列或被堆疊的多個電池模塊40形成的電池模塊單 元50的立體圖。圖4A是平坦型鋰離子二次電池的單電池30的立體圖。圖4B是電池模塊 40的分解立體圖。圖5是示出電池模塊40和排氣管60的立體圖。圖6A是被配置在圖2 中的電池組10的下側(cè)的排氣管60的放大立體圖。圖6B是被配置在圖2中的電池組10的 上側(cè)的排氣管60的立體圖。圖6C是沿圖6B中的箭頭A觀察的排氣管60的立體圖。圖6D 是沿圖6B中的箭頭B觀察的排氣管60的立體圖。圖7是安裝有圖1所示的電池組10的 車輛80的示意圖。參考圖1和圖2，電池組10具有電池模塊單元50、冷卻氣流通道20和排氣管60。 更具體地，如上所述，電池模塊單元50由排列的多個電池模塊40形成，并且各個電池模塊 40包括容納在殼體41中的多個單電池30，如圖4A和圖4B所示。各個單電池30設置有允 許單電池30的內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體61被釋放出的閥構件(或閥部件)34 (下面說明)。關于 冷卻氣流通道20，其沿著電池模塊40的殼體41的外表面形成，并且冷卻氣流21沿著冷 卻氣流通道20流動。關于形成排氣通道的排氣管60，排氣管60使從單電池30釋放到殼體41中的氣體61進入，于是，經(jīng)由排氣管60從電池模塊40排出該氣體。排氣管60在與 電池模塊單元50鄰接的狀態(tài)下沿多個電池模塊40的排列方向S延伸。如圖2和其它附圖 所示，排氣管60設置有氣體入口 62和至少一個進氣口 63 (或者用于進氣的空氣開口 63)。 氣體入口 62與形成于殼體41的表面且用于從殼體41排出釋放到殼體41中的氣體61的 排氣孔42連通。進氣口 63用于使冷卻氣流21進入。在本發(fā)明中，排氣管60的進氣口 63 朝向冷卻氣流通道20開口并且使一些冷卻氣流21進入。于是，經(jīng)由冷卻氣流通道20進入 的冷卻氣流21在排氣通道(排氣管60)中產(chǎn)生氣流。參考圖2，電池組10是被安裝在諸如汽車或者電車等車輛中的車輛安裝型電池， 多個電池模塊40被容納在電池組10的電池組殼體11中。入口 12被形成于電池組殼體11 的上表面，用于供給冷卻氣流21，而出口 13被形成于電池組殼體11的側(cè)面，用于排出冷卻 氣流21。入口管14與入口 12相連，出口管15與出口 13相連。另外，入口管14被連接到 配置有風扇和風扇驅(qū)動馬達等的吹風機16。于是，通過吹風機16供給的冷卻氣流21經(jīng)由 入口管14流入到電池組殼體11中。任意數(shù)量的電池模塊40可以被混聯(lián)(serial-parallel)連接，由此電池組10可 適用于所期望的電流、電壓和容量。在電池模塊40的混聯(lián)聯(lián)接的情況下，使用諸如匯流條 (busbar)等適當?shù)倪B接部件。電池模塊40被間隔開一定的距離，使得能夠在電池模塊40 之間形成冷卻氣流通道20。于是，由多個電池模塊40的該配置形成電池模塊單元50。圖3 中示出的電池模塊單元50具有十二個堆疊的電池模塊40。更具體地，在排列方向S上配 置并且固定多個電池模塊40。如圖2所示，例如，端板51在排列方向S上被設置于電池模 塊單元50的兩側(cè)，通過連接兩個端板51，夾在兩個端板51之間的電池模塊40被保持和固 定。電池模塊40是空冷式電池模塊，并且如上所述，電池模塊40之間的間隔被用作冷 卻氣流通道20，用于冷卻各個電池模塊40的冷卻氣流21在該冷卻氣流通道20中流動。冷 卻氣流21在冷卻氣流通道20中沿著電池模塊40的橫向流動。通過在冷卻氣流通道20中 提供冷卻氣流21的流動并且冷卻電池模塊40，能夠降低電池模塊40的溫度，并且防止了諸 如充電效率等特性的劣化。電池模塊40之間的空間的間隙即冷卻氣流通道20的寬度由固 定于電池模塊40的框架70來限制或保持。考慮電池模塊40在車輛中的安裝布局和用作 冷卻氣流通道20所需要的尺寸來確定電池模塊40之間的間隙?？蚣?0由樹脂材料形成，并且被可拆裝地固定到電池模塊40的殼體41?？蚣?0 具有用于將相鄰的電池模塊40聯(lián)接在一起的連接部71。通過經(jīng)由連接部71聯(lián)接相鄰的電 池模塊40，各個電池模塊40的位置被固定，并且還確定了冷卻氣流通道20的寬度?？蚣?70還設置有用于防止冷卻氣流21沿電池模塊40的縱向泄漏的分隔壁72。參考圖4A和圖4B，電池模塊40是用于組裝電池組10的單元，具有多個電連接的 單電池30 (例如，圖中的八個單電池30)的電池單元43被容納在電池模塊40的殼體41中。 這里，盡管從電池模塊40具有多個電連接的單電池30的角度出發(fā)可以說電池模塊40是一 種電池組，但是在本說明書中，電池模塊40是用于組裝電池組10的單元，由容納在殼體41 中的單電池30形成的單元被稱為“電池模塊”。殼體41具有下殼體44和上殼體45。下殼體44被形成為箱狀并且具有開口 44a。 上殼體45是閉合下殼體44的開口 44a的蓋。上殼體45具有邊緣部45a，并且邊緣部45a
7被鑿緊(crimp)或被卷起以被固定到下殼體44的周壁44b的邊緣部44c，于是，下殼體44 和上殼體45通過鑿緊而被固定在一起。下殼體44和上殼體45由較薄的鋼板或鋁板形成， 并且可以通過按壓形成所期望的形狀。殼體41是金屬殼體，由此確保了支撐單電池30的組件的重量所需要的剛性或硬 度，并且還有助于電池模塊40的小型化(尺寸減小)和輕量化。另外，可以充分地抵抗從 單電池30釋放出的氣體61的溫度和壓力。另外，由于金屬材料具有高的熱導率，因此，能 夠改進電池的冷卻性能。電池單元43具有正輸出端子47和負輸出端子48以及用于支撐單電池30的電極 片31和32的絕緣隔離件46。如圖4B所示，正輸出端子47和負輸出端子48分別被插入 或裝配到形成于下殼體44的周壁44b的一部分的切口部44d和44e。正輸出端子47和負 輸出端子48突出到殼體41的外側(cè)或者經(jīng)由切口部44d和44e露出。在圖4B中，附圖標記 49表示用于接收連接器(未示出)的插塞或插孔(insertion hall)，該連接器被連接到單 電池30用的電壓檢測端子(未示出)。該插孔49也經(jīng)由形成于周壁44b的一部分的切口 部44f露出。參考圖4A，單電池30是例如平坦型鋰離子二次電池。鋰離子二次電池較小并且具 有高的性能，由此使得電池組10小型化并且節(jié)省了空間，并且有利地改進了電池組10的性 能，諸如高的電力和長的使用壽命等。在鋰離子二次電池中，正極和負極(或者正極板和負極板)和分隔件順次堆疊的 堆疊型發(fā)電元件(未示出)由包裝體33密封。包裝體33由一對柔性層疊膜等形成。如圖 4A中能夠看到的，一端與發(fā)電元件電連接的片材狀的正電極片31和負電極片32中的每一 個電極片從單電池30的包裝體33中引出。S卩，電極片31和32沿縱向分別從單電池30的 兩側(cè)延伸。這里，需要具有堆疊的發(fā)電元件的平坦型電池通過加壓而壓下或保持發(fā)電元件 以確保電極板之間的距離均一并且保持電池性能。因此，單電池30以發(fā)電元件被壓下的狀 態(tài)被容納在殼體41中。單電池30設置有閥構件34，當單電池30的內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體61達到一定 的壓力時，該閥構件34允許氣體61被釋放出。閥構件34被設置在一對層疊膜被熱封 (heat-sealed)的位置。在圖4A中，閥構件34被定位在一對層疊膜被熱封的外周部的沿縱 向的大致中間位置。當單電池30中所產(chǎn)生的氣體61達到一定的壓力時，閥構件34通過打 開層疊膜的熱封部從單電池30釋放氣體61。殼體41設置有用于從殼體41排出或釋放氣體61的排氣孔42，該氣體61經(jīng)由閥 構件34被釋放到殼體41內(nèi)。如圖2所示，排氣孔42被設置于沿殼體41的縱向延伸的兩 個相對的周壁44b。更具體地，排氣孔42被定位于周壁44b的沿縱向的大致中間位置，并且 排氣孔42與單電池30的閥構件34幾乎彼此面對。參考圖3和圖5，排氣管60在與電池模塊單元50鄰接的狀態(tài)下沿電池模塊40的 排列方向S延伸。在圖3和圖5中，僅示出了下側(cè)排氣管60，沒有示出上側(cè)排氣管60。在 本發(fā)明中，如上所述，排氣孔42被設置于下殼體44的兩個周壁44b，由此兩個排氣管60分 別被設置于上側(cè)和下側(cè)，從而使兩個排氣管60與下殼體44的各個周壁44b (見圖2)鄰接。 各個排氣管60被固定到端板51。參考圖6A至圖6D，圖6A示出了配置于圖2中的電池組10的下側(cè)的下側(cè)排氣管60。圖6B至圖6D示出了配置于圖2中的電池組10的上側(cè)的上側(cè)排氣管60。排氣管60 為矩形管狀并且形成有內(nèi)部通道64。如圖6A所示，在下側(cè)排氣管60的四個表面中的一個 表面(即，上表面)上，設置有與排氣孔42連通的氣體入口 62。氣體入口 62貫通下側(cè)排氣 管60的上表面，即，氣體入口 62與內(nèi)部通道64連通。同樣地，用于使一些冷卻氣流21進 入的進氣口 63被設置于下側(cè)排氣管60的上表面。進氣口 63貫通下側(cè)排氣管60的上表面 并且與內(nèi)部通道64連通。另一方面，關于上側(cè)排氣管60，如圖6B至圖6D所示，與排氣孔 42連通的氣體入口 62被設置于上側(cè)排氣管60的下表面。氣體入口 62貫通上側(cè)排氣管60 的下表面，即，氣體入口 62與內(nèi)部通道64連通。用于使一些冷卻氣流21進入的進氣口 63 被設置于上側(cè)排氣管60的作為與設置有氣體入口 62的下表面相反的一側(cè)的上表面。進氣 口 63貫通上側(cè)排氣管60的上表面并且與內(nèi)部通道64連通。從單電池30釋放到殼體41中的氣體61經(jīng)由氣體入口 62被導入到排氣管60的 內(nèi)部通道64中，而一些冷卻氣流21 ( 一部分冷卻氣流21)經(jīng)由進氣口 63進入排氣管60的 內(nèi)部通道64。在本發(fā)明中，設置有12個氣體入口 62，這與電池模塊40的數(shù)量相等。氣體 入口 62和進氣口 63沿著縱向交替配置。各個進氣口 63為矩形形狀并且朝向冷卻氣流通 道20開口。將更為詳細地說明各個進氣口 63。各個進氣口 63、即設置于上側(cè)排氣管60的 進氣口 63和設置于下側(cè)排氣管60的進氣口 63沿著冷卻氣流21的流動方向朝向上游側(cè)開 口，其中，上側(cè)排氣管60被配置在冷卻氣流21的流動的上游側(cè)，下側(cè)排氣管60被配置在冷 卻氣流21的流動的下游側(cè)。這里，存在如下情況當在排列方向S上配置和固定電池模塊40時，排氣孔42之 間的間隔將一定程度地偏移或改變。在管被設置到用于釋放氣體的各個排氣孔的結(jié)構中， 存在如下可能當對多個電池模塊加壓時，管將離開排氣孔或與排氣孔分開或在管和與 排氣孔之間出現(xiàn)間隙。在這樣的情況下，氣體泄漏到冷卻氣流通道，這可能損壞電池組的可靠性。另一方面，在本發(fā)明中，電池組10采用如下結(jié)構排氣管60的外表面與殼體41的 平坦外表面鄰接，排氣孔42與氣體入口 62彼此連通，于是，殼體41內(nèi)的氣體61被引導到 排氣管60中。另外，氣體入口 62的尺寸被形成為大于排氣孔42的尺寸。結(jié)果，即使排氣 孔42之間的間隔或者排氣孔42(或者氣體入口 62)的位置一定程度地偏移，氣體61也能 夠通過排氣管60的內(nèi)部通道64排出到車輛外，而不會使氣體泄漏到冷卻氣流通道20。這 使得電池組10具有高的品質(zhì)和高的可靠性。另外，由于氣體入口 62補償了排氣孔42之間 的間隔的一些偏移或者排氣孔42 (或者氣體入口 62)的位置的一些偏移，因此，不需要過多 地提高制造排氣管60、殼體41和框架70等時的尺寸精度或者設定排氣孔42的位置時的精 度。于是，能夠簡化尺寸精度的控制，并且便于部件的制造或加工。這里，關于氣體入口 62，優(yōu)選氣體入口 62具有沿著排列方向S的開口長度大于沿 著與排列方向S垂直的方向的開口長度的長孔形狀或橢圓形狀。排氣孔42之間的間隔沿 著電池模塊40的排列方向S發(fā)生偏移，由此通過使氣體入口 62形成為長孔形狀，氣體入口 62能夠補償排氣孔42之間的間隔的一些偏移。而且，由于氣體入口 62僅在需要補償?shù)姆?向上加大，因此，存在于冷卻氣流通道20中的排氣管60不會比所需要的尺寸大。由此，排 氣管60在冷卻氣流通道20上的投影面積變得較小，并且能夠防止由于排氣管60的設置而 造成的冷卻氣流21的壓力損失的增加。
關于排氣管60，如圖6A所示，優(yōu)選排氣管60具有密封部65，密封部65圍繞或環(huán) 繞氣體入口 62的周圍并且通過與殼體41的外表面接觸還圍繞排氣孔42的周圍。通過密 封部65可以避免氣體泄漏至冷卻氣流通道20，并且進一步提高了電池組10的可靠性。關于密封部65，優(yōu)選密封部65由在被壓靠在殼體41的外表面上時能夠變形的彈 性構件或彈性材料形成。通過彈性構件可以進一步避免氣體泄漏至冷卻氣流通道20，并且 更進一步提高電池組10的可靠性。作為彈性材料，例如，可以使用諸如橡膠基材料等可彈 性變形的材料。排氣管60貫通電池組殼體11并且引出到電池組10 (見圖1和圖2)夕卜。排氣管 60的排氣口 60a在最接近電池組10的位置與車輛的外部空間連通。由排氣管60形成的排 氣通道將經(jīng)由氣體入口 62被引入的氣體61以及經(jīng)由進氣口 63進入的一部分冷卻氣流21 引導至外部空間，于是，這些氣體被排出。只要排氣管60的材料能夠抵抗氣體61，排氣管60的材料就不受限制。排氣管60 例如可以由樹脂材料、諸如橡膠基材料等彈性材料以及這些材料的組合材料形成。這些材 料使排氣管60的重量減輕。另外，排氣管60的形狀的自由度增大，即，排氣管60可以形成 為任意形狀。因此，當被安裝在電池組10中時，排氣管60可以適當?shù)夭季?。排氣?0的 一部分可以使用上述材料，其它部分可以使用其它材料(例如金屬材料)。圖7是安裝有圖1所示的電池組10的車輛80的示意圖。安裝在諸如混合動力車輛等車輛80中的電池組10例如被用作驅(qū)動驅(qū)動馬達的電 源。電池組10被安裝在車輛80的中央的座椅的下方，這樣使車輛的內(nèi)部空間和行李廂被 加寬。然而，安裝電池組10的位置并不局限于座椅的下方。電池組10可以被安裝在后行 李廂的下方或者安裝在車輛前部的發(fā)動機艙中。采用這樣的電池組10的車輛具有高的耐 用性，并且即使經(jīng)過長時間的使用后也允許充足的電力輸出。此外，能夠提供實現(xiàn)了高的行 車里程(gas mileage)和驅(qū)動性能的車輛。除了混合動力車輛之外，電池組10可以被廣泛 用于電動車輛和燃料電池車輛。接著，將說明本發(fā)明的工作(操作)和效果。當使用電池組10時，吹風機16開始工作。通過吹風機供給的冷卻氣流21經(jīng)由入 口管14流入電池組殼體11中。流入的冷卻氣流21沿著電池模塊40的橫向在冷卻氣流通 道20內(nèi)流動。因為冷卻氣流21沿著電池模塊40的殼體41的外表面流動，因此，降低了電 池的溫度，并且防止了諸如充電效率等特性的劣化。冷卻電池模塊40之后的冷卻氣流21 經(jīng)由出口管15被引導并被排出到電池組10外。排氣管60經(jīng)由進氣口 63使一些冷卻氣流21 ( —部分冷卻氣流21)進入內(nèi)部通道 64中，并將這些冷卻氣流21引導和排出至車輛80的外部空間。在由排氣管60形成的排氣 通道中，產(chǎn)生氣流。當單電池30內(nèi)產(chǎn)生的氣體61達到一定的壓力時，閥構件34通過打開層疊膜的熱 封部而從單電池30釋放氣體61。釋放到殼體41內(nèi)的氣體61到達排氣孔42。排氣管60經(jīng)由氣體入口 62使氣體61 進入內(nèi)部通道64中，并且將氣體61和引起氣流的一部分冷卻氣流21—起引導和排出至車 輛80的外部空間。由于在由排氣管60形成的排氣通道中已經(jīng)產(chǎn)生氣流，氣體61不會在排 氣管60中停留或滯留。因此，即使從單電池30釋放的氣體61的量較少并且氣體61的壓
10力近似為零時，本發(fā)明的電池組也能夠確保該較少量的氣體61被引導和排出至車輛80的 外部空間。利用該構造，提高了電池組10的品質(zhì)，并且能夠提高可靠性。只要排氣管60能夠經(jīng)由進氣口 63使一些冷卻氣流21進入，排氣管60的尺寸就 可以變小，并且排氣管60在冷卻氣流通道20上的投影面積變得較小。由此，能夠防止由于 設置排氣管60導致的冷卻氣流21的壓力損失的增加。由于排氣管60沿著排列方向S經(jīng)由密封部65與電池模塊單元50鄰接或者更具 體地與電池模塊單元50接觸，因此，排氣管60也用于支撐或保持各個電池模塊40。因此， 即使車輛80的振動或運動被傳遞至電池模塊單元50，排氣管60也能夠吸收或衰減振動，這 樣可以保護電池模塊單元50抗振。如上所述，根據(jù)本實施方式，不僅通過從單電池30釋放的氣體61本身的壓力而且 通過由經(jīng)由排氣管60的進氣口 63進入的一部分冷卻氣流21所引起的氣流，能夠經(jīng)由排氣 通道排出氣體61。結(jié)果，通過即使從單電池30釋放的氣體61的量較少時也能夠排出氣體， 能夠提供具有高可靠性的電池組10。在本發(fā)明中，通過經(jīng)由進氣口 63使一部分冷卻氣流21進入而在排氣通道中產(chǎn)生 氣流。因此，排氣通道中不需要提供氣流的額外通道。這樣，電池組10的結(jié)構不會變得復雜。由于氣體入口 62被形成為長孔形狀，因此，氣體入口 62能夠補償排氣孔42之間 的間隔的一些偏移，并且氣體61能夠被排出到車輛外而不會使氣體泄漏至冷卻氣流通道 20。因此，能夠提高電池組10的品質(zhì)和可靠性。另外，由于氣體入口 62僅在補償所需要的 方向上被加大，因此，能夠防止由于設置排氣管60而導致的冷卻氣流21的壓力損失的增 加。排氣管60具有密封部65。通過密封部65可以避免氣體泄漏至冷卻氣流通道20， 并且進一步提高了電池組10的可靠性。密封部65由彈性構件或彈性材料形成。通過彈性構件可以進一步避免氣體泄漏 至冷卻氣流通道20，并且更進一步提高了電池組10的可靠性。殼體41是金屬殼體，由此確保了所需要的剛性和硬度，并且有助于電池模塊40的 小型化和輕量化。另外，可以充分地抵抗從單電池30釋放的氣體61的溫度和壓力。另外， 能夠改進電池的冷卻性能。單電池30采用鋰離子二次電池，由此使電池組10小型化并且節(jié)省了空間，并且有 助于改進電池組10的性能，諸如高的電力和長的使用壽命等。采用上述電池組10的車輛具有高的耐用性，并且即使在長時間的使用之后也允 許充足的電力輸出。本發(fā)明并不局限于上述實施方式，而是可以對本發(fā)明進行變型。圖8是根據(jù)變型例1的排氣管60的主要部分的立體圖。關于排氣管60的氣體入口 62，其可以具有用于檢測單電池30的溫度的可安裝傳 感器66。傳感器66例如由熱敏電阻器形成。熱敏電阻器66的直徑被設置成小于氣體入 口 62的直徑以不阻止氣體被引導到排氣管60中。另外，優(yōu)選地，熱敏電阻器66具有如下 形狀其頂端被插入和粘附到殼體41的排氣孔42中，于是接觸或接近單電池30。根據(jù)變型例1，組合傳感器66和排氣管60有利于同時安裝排氣管60和傳感器66。另外，可以使用排氣管60的內(nèi)部通道64或外表面作為用于纏繞與傳感器66連接的信號線 的路徑或管道。圖9是根據(jù)變型例2的排氣管60的主要部分的立體圖。在上述實施方式中，在排氣管60中設置多個進氣口 63。然而，在本發(fā)明中，排氣管 60不需要多個進氣口 63。關于進氣口 63的數(shù)量，只要排氣通道能夠使引起氣流的空氣進 入，就可以在排氣管60設置至少一個進氣口。在該情況下，如圖9所示，在排氣管60中設置進氣口 67，并且優(yōu)選在排氣通道中 在氣流的最上游側(cè)設置進氣口 67。利用該構造，即使當氣體61經(jīng)由任意氣體入口 62進入 時，氣體61不會停留或滯留在排氣管60中，氣體61也能夠被氣流排出至車輛80的外部空 間。而且，進氣口 67的開口面積被設置成大于多個進氣口 63中的一個進氣口的面積，以使 較多的空氣進入用于在排氣通道中產(chǎn)生充足的氣流。圖10是示意性示出冷卻氣流21在根據(jù)變型例3的電池組IOa中的流動的圖。在變型例3的電池組IOa中，如圖10可以看到的那樣，關于上側(cè)排氣管60側(cè)的冷 卻氣流通道20，其氣流的截面積隨著相對于冷卻氣流21的開口的距離即相對于入口 12的 距離的增加而減小。更具體地，電池組殼體11的上表面與上側(cè)排氣管60之間的間隔或距 離隨著相對于入口 12的距離的增加而朝向圖10的右手側(cè)減小。利用冷卻氣流通道20的該結(jié)構，流入的冷卻氣流21進入排氣管60的氣流速度 (或壓力)變得一定。因此，氣體61不會停留或滯留在排氣管60中，并且即使當氣體61經(jīng) 由任意氣體入口 62進入時，電池組也能夠確保氣體61被有效地排出車輛80的外部空間。 另外，由于冷卻氣流通道20中的冷卻氣流21的速度變得一定，因此，冷卻氣流21冷卻多個 電池模塊40中的各電池模塊的冷卻效率變得一定。圖IlA和圖IlB是分別示出根據(jù)變型例4的排氣管60的立體圖和剖視圖的圖。圖 12A是示出變型例4的控制系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)圖。圖12B是執(zhí)行變型例4中的操作的流程 圖。在上述實施方式中，盡管進氣口 63—直打開，但進氣口 63并不局限于此。S卩，排 氣管60可以設置有用于開閉進氣口 63的遮蓋構件90。在冷卻氣流21流動時，遮蓋構件 90打開進氣口 63，而在冷卻氣流21不流動時，遮蓋構件90關閉進氣口 63。參考圖11A，各個遮蓋構件90具有由樹脂板或金屬板形成的門91。門91被固定 于排氣管60的外表面以開閉進氣口 63。更具體地，門91以可轉(zhuǎn)動的方式被固定，使得門 91繞轉(zhuǎn)軸(軸線)92轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸92經(jīng)由連接棒93被連接到支架94。連接棒93的 一端被固定于轉(zhuǎn)軸92，并且連接棒93的另一端以可轉(zhuǎn)動的方式被連接于支架94。參考圖11B，當支架94被置于由實線表示的位置時，如實線所示，門91處于關閉 進氣口 63的關閉狀態(tài)(或位置)。另一方面，如雙點劃線所示，當支架94從關閉狀態(tài)向圖 中的向右方向偏移時，連接棒93相對于支架94轉(zhuǎn)動，并且固定于連接棒93的轉(zhuǎn)軸92被轉(zhuǎn) 動。利用該運動，如雙點劃線所示，門91處于打開進氣口 63的打開狀態(tài)(或位置)。參考圖12A，變型例4的電池組具有馬達101，其用于驅(qū)動吹風機16的風扇100 ； 致動器102，其與被連接至門91并且使門91移動以使門91處于打開狀態(tài)或關閉狀態(tài)的驅(qū) 動部對應；和電池控制器103，其與控制馬達101和致動器102的操作的控制部對應。致動 器102例如由被連接至支架94的螺線管和馬達等形成。電池控制器102主要由CPU和存
12儲器形成。電池控制器103控制致動器102，使得當冷卻氣流21流動時，門91處于打開狀 態(tài)，當冷卻氣流21不流動時，門91處于關閉狀態(tài)。參考圖12B中的流程圖，在使用電池組10時，電池控制器103開啟風扇100并使 吹風機16工作(步驟Sl中的“是”)。此時，電池控制器103通過控制致動器102來操作 并打開門91(步驟S2)。由吹風機16供給的冷卻氣流21經(jīng)由入口管14流入電池組殼體 11中，并且流到冷卻氣流通道20內(nèi)。這樣，當冷卻氣流21流動時，排氣管60經(jīng)由處于打開 狀態(tài)的門91打開的進氣口 63使冷卻氣流21進入內(nèi)部通道64中。當氣體61被釋放到殼 體41中時，排氣管60經(jīng)由氣體入口 62使氣體61進入內(nèi)部通道64中，然后與引起氣流的 一部分冷卻氣流21 —起主動地引導氣體61并將氣體61從排氣口 60a排出至車輛80的外 部空間。另一方面，當吹風機100關閉時(步驟Sl中的“否”)、即當冷卻氣流21不流動時， 電池控制器103通過控制致動器102來操作和關閉門91 (步驟S3)。當氣體61被釋放到殼 體41中時，排氣管60經(jīng)由氣體入口 62使氣體61進入到內(nèi)部通道64中。由于進氣口 63 被處于關閉狀態(tài)的門91關閉，因此，排氣管60引導氣體61并將氣體61從排氣口 60a排出 至車輛80的外部空間，而不會使氣體61泄漏至冷卻氣流通道20。這樣，當冷卻氣流21流動時，作為遮蓋構件90的門91處于打開狀態(tài)，當冷卻氣流 21不流動時，門91處于關閉狀態(tài)。結(jié)果，在打開狀態(tài)中，可以將冷卻氣流21引導到排氣管 60中并且可以主動地將氣體61排出至車輛80的外部空間。另一方面，在關閉狀態(tài)中，可以 防止進入排氣管60的氣體61泄漏至冷卻氣流通道20。電池組具有致動器102，其使門91移動并且使門91處于打開狀態(tài)或關閉狀態(tài)； 和電池控制器103，其控制致動器102，使得當冷卻氣流21流動時，門91處于打開狀態(tài)，當 冷卻氣流21不流動時，門91處于關閉狀態(tài)。因此，可以與供給冷卻氣流21的風扇100的 ON和OFF同步地切換門91的打開狀態(tài)和關閉狀態(tài)。結(jié)果，電池組能夠確保當冷卻氣流21 流動時，主動地將氣體61排出至車輛的外部空間；當冷卻氣流21不流動時，防止氣體61泄 漏至冷卻氣流通道20。圖13A和圖13B是分別示出根據(jù)變型例5的排氣管60的立體圖和剖視圖的圖。與變型例4相同，根據(jù)變型例5的排氣管60具有用于開閉進氣口 63的遮蓋構件 90。當冷卻氣流21流動時，遮蓋構件90處于打開進氣口 63的打開狀態(tài)，而當冷卻氣流21 不流動時，遮蓋構件90處于關閉進氣口 63的關閉狀態(tài)。然而，與變型例4不同的是，變型 例5的電池組不具有致動器和電池控制器。這一點與變型例4不同。參考圖13A和圖13B，在變型例5中，遮蓋構件90被設置于排氣管60，并且具有所 謂的單向閥，借助該單向閥，遮蓋構件90由于冷卻氣流21的風壓而向內(nèi)打開并且處于打開 狀態(tài)。更具體地，遮蓋構件90具有門95，該門95自動地移動或擺動，使得當冷卻氣流21流 動時，進氣口 63被冷卻氣流21的風壓打開，而當冷卻氣流21不流動時，進氣口 63被關閉。 門95被安裝于排氣管60的內(nèi)表面以開閉進氣口 63。在圖13B中，處于關閉狀態(tài)的門95由 實線表示，處于打開狀態(tài)的門95由雙點劃線表示。為了使門95甚至能夠在冷卻氣流21的風壓較低或量較少的狀態(tài)下工作，門95可 以由樹脂板或膜形成。在門95由板形成并且設置有轉(zhuǎn)軸的情況下，在轉(zhuǎn)軸中設置彈簧構 件，該彈簧構件由于其彈性力而沿關閉狀態(tài)的方向?qū)﹂T95施力。于是，當冷卻氣流21流動時，門95通過抵抗彈簧構件的彈性力的冷卻氣流21的風壓而自動擺動并且打開進氣口 63。 當冷卻氣流21的流動停止時，門95由于彈簧構件的彈性力而自動關閉進氣口 63。另一方 面，在門95由膜形成的情況下，膜的一側(cè)或一邊緣被固定至排氣管60的內(nèi)表面。于是，當 冷卻氣流21流動時，門95由于冷卻氣流21的風壓而自動打開進氣口 63。當冷卻氣流21 的流動停止時，門95由于卷繞的膜本身的復位特性而自動地關閉進氣口 63。這樣，與變型例4相同，當冷卻氣流21流動時，作為遮蓋構件90的門95處于打開 狀態(tài)，而當冷卻氣流21不流動時，門95處于關閉狀態(tài)。結(jié)果，在打開狀態(tài)中，可以將冷卻氣 流21引入排氣管60中并且主動地將氣體61排出至車輛的外部空間。另一方面，在關閉狀 態(tài)中，可以防止進入排氣管60的氣體61泄漏至冷卻氣流通道20。門95由于冷卻氣流21的風壓而自動地移動或卷繞并自動地返回到關閉狀態(tài)。由 此，門的結(jié)構變得相當?shù)睾唵?。利用該門結(jié)構，電池組能夠確保當冷卻氣流21流動時，主 動地將氣體61排出至車輛的外部空間；當冷卻氣流21不流動時，防止氣體61泄漏至冷卻 氣流通道20。由于門沿與冷卻氣流21的流動相同的方向(S卩，沿圖13B中的向下方向)打開， 因此，能夠減小冷卻氣流21在經(jīng)由進氣口 63進入排氣管60時的壓力損失。另外，能夠獲 得被引入排氣管60中的冷卻氣流21的量與門95的開度之間的關系，因此，可以優(yōu)化設計 排氣管60，以進行排氣。關于遮蓋構件，其并不局限于變型例4和變型例5所示的門91和門95。只要遮蓋 構件能夠開閉進氣口 63，就可以改變遮蓋構件的形狀、材料、安裝位置和工作運動。例如，可 以在排氣管的內(nèi)側(cè)或外側(cè)安裝滑動門，該滑動門滑動以開閉進氣口 63。
本申請基于2008年4月14日提交的在先日本專利申請No. 2008-104684和2009年3 月2日提交的在先日本專利申請No. 2009-048492。這些日本專利申請No. 2008-104684和 No. 2009-048492的全部內(nèi)容通過引用包含于此。
1權利要求
1.一種電池組，其包括電池模塊單元，其具有排列的多個電池模塊，每個電池模塊均具有單電池，所述單電 池被容納在殼體中并且設置有用于將所述單電池中產(chǎn)生的氣體釋放到所述殼體內(nèi)的閥構 件；冷卻氣流通道，其沿著所述電池模塊的所述殼體的外表面形成，并且冷卻氣流在所述 冷卻氣流通道中流動；和排氣管，其形成排氣通道，所述排氣管在與所述電池模塊單元鄰接的狀態(tài)下沿所述多 個電池模塊的排列方向延伸，用于從所述電池模塊排出釋放到所述殼體中的氣體，所述排氣管具有(a)氣體入口，用于將釋放到所述殼體中的氣體弓丨導到所述排氣管中，所述氣體入口與 設置于各所述殼體的用于排出氣體的排氣孔連通；和(b)至少一個進氣口，用于使所述冷卻氣流進入。
2.根據(jù)權利要求1所述的電池組，其特征在于，所述排氣管的所述進氣口朝向所述冷卻氣流通道開口并且使一部分所述冷卻氣流進入。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電池組，其特征在于， 在所述排列方向上配置和固定所述多個電池模塊，所述排氣管的所述氣體入口具有沿著所述排列方向的開口長度比沿著與所述排列方 向垂直的方向的開口長度長的長孔形狀。
4.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的電池組，其特征在于，所述排氣管具有密封部，所述密封部環(huán)繞所述氣體入口的周圍并且通過與所述殼體的 外表面接觸還環(huán)繞所述排氣孔的周圍。
5.根據(jù)權利要求4所述的電池組，其特征在于，所述密封部由被壓靠在所述殼體的外表面上時能夠變形的彈性材料形成。
6.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的電池組，其特征在于，所述排氣管的所述氣體入口具有用于檢測所述單電池的溫度的可安裝傳感器。
7.根據(jù)權利要求1至6中的任一項所述的電池組，其特征在于， 所述排氣管的所述進氣口在所述排氣通道中被置于氣流的最上游側(cè)。
8.根據(jù)權利要求1至7中的任一項所述的電池組，其特征在于，位于所述冷卻氣流的入口側(cè)的所述冷卻氣流通道的氣流截面積隨著相對于入口的距 離的增大而減小。
9.根據(jù)權利要求1至8中的任一項所述的電池組，其特征在于， 所述排氣管還具有開閉所述進氣口的遮蓋構件，當所述冷卻氣流流動時，所述遮蓋構件打開所述進氣口，當所述冷卻氣流停止時，所述 遮蓋構件關閉所述進氣口。
10.根據(jù)權利要求9所述的電池組，其特征在于，所述電池組還包括驅(qū)動部，其被連接到所述遮蓋構件并且能將所述遮蓋構件驅(qū)動至打開位置或關閉位 置；和控制部，其控制所述驅(qū)動部的操作，使得當所述冷卻氣流流動時，所述遮蓋構件被設置到所述打開位置，并且當所述冷卻氣流停止時，所述遮蓋構件被設置到所述關閉位置。
11.根據(jù)權利要求9所述的電池組，其特征在于，所述遮蓋構件以使得所述遮蓋構件由于所述冷卻氣流的風壓而向內(nèi)打開的方式被安 裝于所述排氣管的所述進氣口。
12.根據(jù)權利要求1至11中的任一項所述的電池組，其特征在于， 所述電池模塊的所述殼體是金屬殼體。
13.根據(jù)權利要求1至12中的任一項所述的電池組，其特征在于， 所述單電池采用鋰離子二次電池。
14.一種車輛，其包括根據(jù)權利要求1至13中的任一項所述的電池組。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種即使從單電池釋放的氣體的量較少時也能夠排出氣體的高可靠性的電池組，還提供一種具有能夠提高可靠性的電池組的車輛。電池組(10)具有電池模塊單元(50)，其由排列的多個電池模塊(40)形成，每個電池模塊(40)均具有位于殼體(41)中的多個單電池(30)；冷卻氣流通道(20)，冷卻氣流(21)在該冷卻氣流通道中流動；和排氣管(60)，其形成排氣通道。排氣管(60)在鄰接于電池模塊單元(50)的狀態(tài)下沿多個電池模塊(40)的排列方向(S)延伸，并且使從單電池(30)釋放到殼體(41)中的氣體(61)進入，然后從電池模塊(40)排出氣體(61)。排氣管(60)設置有氣體入口(62)，用于使氣體(61)進入，并且與形成于殼體(41)的表面的排氣孔(42)連通；和進氣口(63)，用于使冷卻氣流(21)進入。
文檔編號H01M10/50GK102007619SQ20098011323
公開日2011年4月6日 申請日期2009年4月6日 優(yōu)先權日2008年4月14日
發(fā)明者東野龍也, 齋藤和男, 本橋季之 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社