[發明專利]大型電源裝置

無效

• 申請號: 200680001701.0
• 申請日: 2006-04-06
• 公開（公告）號: CN101099260A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 田中紀子;藤田秀明
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40;H01M2/10;H01M2/16;H01M10/50
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 于輝

技術領域

本發明涉及包含多個串聯連接的鋰離子二次電池的大型電源裝置。更具體地，本發明涉及用于移動用途的大型電源裝置，例如用于混合型機動車、電動車或電動摩托車中，或者涉及固定的大型電源裝置，例如用于能源負載調整目的等的家用電源或者備用電源。

背景技術

鋰離子二次電池通常具有高的能量密度并能使設備在尺寸和重量方面有所減少。因此，正在各個領域中對它們進行開發。尤其是在用于移動用途的大型電源裝置領域中和在固定的大型電源裝置的領域中對鋰離子二次電池有所期望。

對于用于移動用途的大型電源裝置的領域，可以提及的是具有用于動力的內燃機和發動機，或者燃料電池和發動機的強力的和適中的混合型機動車和使用用于動力的發動機的電動車和電動摩托車。

對于固定的大型電源裝置的領域，可以提及的是在停電情形中使用的備用能源，電梯驅動用途，和通過在夜間補充能源和通過在白天供應必需的能源的家用發電站負載調整。

對于移動用途，例如通過在一個電池容器中放置多個單元電池(電池組)而構造用于傳統混合型機動車的電源裝置。電池容器置于與室內空間隔開的其它空間部分中。在電池容器上提供連接至室內空間的冷卻管道，以有效地冷卻單元電池。還提供特別的排氣管，以在車輛外部異常的情形下排出電池產生的氣體。排氣管與在電池容器中的空間部分隔離，并通過安全閥與單元電池內部連通。通常地，主要出于電池性能和安全性的原因，將鎳-金屬氫化物電池用作電池組。

電池的性能極大地受環境溫度的影響。如果在混合型機動車中涉及高輸入/輸出，通過由此產生的焦耳熱而升高電池溫度，不利地影響電池壽命特性。因此，對于在電動車中的使用，在電池容器中的冷卻是尤其不可缺少的。

通常，在車輛運行期間車輛中的室內空間維持在一定的溫度范圍。因此，通過使室內空間中的空氣流進電池容器中可以有效地冷卻電池。為了實現這一功能，室內空間和電池容器的內部通過冷卻空氣管連接。

當由電池中產生的氣體增加電池的內部壓力時，安全閥操作以排出進入電池容器中的氣體。在電池容器中提供特別的排氣管以防止氣體流進室內空間中。將氣體從排氣管排出至車輛外部。由此防止產生的氣體通過冷卻空氣管流進室內空間，由此保證安全性(例如參見專利文件1和2)。

另一方面，包含有鋰離子二次電池代替鎳-金氫化物電池以具有增加的輸入的混合型機動車已被積極地研究和開發。在鋰離子二次電池中過充電和內部短路的情形中，產生氣體的風險要比在鎳-金屬氫化物電池中高。在基于消費者的電源裝置的許多情形中，還提供排氣孔(例如，參見專利文件3)。

例如，對于固定型的大的電源裝置，可以提及的是能夠進行負載調整的家用的大型電源裝置。該電源裝置是置于室外的，因此需要通過吸收外部空氣對電池溫度進行控制的溫度控制機制和在異常情況下將從電池產生的氣體排放的路線。如果產生的氣體未經控制直接排放，可能產生對周圍設備的影響，氣體流進室內，對于生活在房屋周圍的居民產生壞的影響等。因此，需要通過特別的排氣路線對產生的氣體進行控制排放至安全的地方。

專利文件1：日本公開專利申請No.2001-110377

專利文件2：日本公開專利申請No.2004-039582

專利文件3：日本公開實用新型申請No.05-065054

發明內容

本發明解決的問題

出于在異常情形如產生氣體中的安全性角度，在上述傳統的用于移動用途如用于電動車的移動電源裝置中的排氣機制具有特別的排氣管，其將從電池產生的氣體可靠地排放至車輛的外部，同時防止來自電源裝置的氣體通過冷卻空氣管進入室內空間中，該排氣機制具有顯著低的體積效率。

另外，在如上所述的固定的家用大型電源裝置中，如果產生的氣體未經控制直接排放，可能產生對周圍設備的影響，氣體流進室內，對于生活在房屋周圍的居民產生壞的影響等。因此，日漸需要將產生的氣體通過特別的排氣路線導向至安全的地方如罐，并在安全的地方積聚氣體，而這特別地對于鋰離子電池不能充分地利用體積效率。

另外，由于在過充電或內部短路的情形中在鋰離子二次電池中產生氣體的風險要比在鎳-金屬氫化物電池中的高，因此，僅通過采用在電源裝置中基于提供消費者導向的簡單的排氣孔的措施不能有效地控制在通過連接多個串聯的電池而使用的大型電源裝置中產生的氣體，也不能預期該電源裝置的商業化。

實際上，在電動車中使用鋰離子二次電池的電源裝置的情形中，需要提供具有更高排氣能力的特別的排氣管，因此，與鎳-金屬氫化物的情形相比，需要更大的空間，這意味著體積效率的進一步降低。