CN102820441B - 封装电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供封装电池，能够高效地冷却封装电池具备的电池单元。封装电池壳体(1)的罩(1b)具备吸气口(30)和排气口(31)。在封装电池壳体(1)内设有分别收容电池模块(2)的电池收容部(7a～7c)及接线盒收容部(8)。在各电池收容部(7a～7c)的一端设有供给流路(9a～9c)，在另一端设有排气流路(10a～10c)。在罩(1b)与电池收容部(7a～7c)中收容的电池模块(2)间设有引导件(15)。通过引导件(15)和罩(1b)的下表面划分分配流路(43)。从排气口(30)向分配流路(43)流入空气。流入分配流路(43)的空气流入电池收容部(7a～7c)的供给流路(9a～9c)，通过电池模块(2)的电池单元(25)间的间隙(11)而向排气流路(10a～10c)流动，并从排气口(31)排出。

Description

封装电池
技术领域
本发明涉及封装电池。
背景技术
在包括电动机动车电源在内的各种用途中所使用的封装电池具备收容在封装壳体内的多个电池模块。各个电池模块具备电连接的多个电池单元。
专利文献1所公开的封装电池具备配置在用于向电池单元供给冷却风的流路中的整流板。配置该整流板的意图在于对冷却风进行引导而使多个电池单元均匀地得到冷却。
专利文献2中公开的封装电池的电池模块以倾斜的姿态配置在封装壳体内，由此在封装壳体内形成从上游侧向下游侧依次缩小的制冷剂通路。配置该缩小的流路制冷剂通路的意图也在于使多个电池单元均匀地得到冷却。
在专利文献3中公开的封装电池中，在一组电池模块与其他电池模块之间配置有电连接箱(接线盒)。专利文献4中公开的封装电池具备在俯视下配置在对角位置的冷却导入口和冷却风排气口。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2008-97830号公报
【专利文献2】日本特开2007-227030号公报
【专利文献3】日本特开2009-4323号公报
【专利文献4】日本特开2009-87758号公报
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
然而，即使如专利文献1所公开那样配置整流板，也无法消除较多的冷却风被供给到位于冷却风流动的下游侧的电池单元的倾向，难以使多个电池单元均匀地到冷却。
若如专利文献2中公开的那样在封装壳体内以倾斜的姿态配置电池模块，则导致封装电池大型化。此外，在专利文献2所公开的结构中，需要在封装壳体内配置排气通道，从而导致部件个数的增加和成本提高。
配置专利文献3中公开的电池模块和电连接箱的意图在于，通过减少用于电连接的构件的使用量从而实现封装电池的小型化及轻量化，这与电池单元的冷却无关。专利文献4中，除了冷却风的导入口和排出口的位置以外，并不包含关于冷却电池单元的特别启示。
发明内容
本发明的课题在于对封装电池所具备的电池单元进行高效冷却。
【用于解决课题的手段】
本发明提供一种封装电池，其具备：壳体，其包括向内部空间导入空气的吸气口和从所述内部空间排出空气的排气口；多个电池收容部，其在所述壳体的内部空间中沿第一方向排列，且分别隔开间隙地收容多个电池单元；供给流路，其设置于所述电池收容部的与所述第一方向交叉的第二方向的一个端部；排出流路，其设置于所述电池收容部的所述第二方向的另一个端部，且与所述排气口连通；引导件，其配置在所述壳体的内表面且沿所述第一方向延伸；分配流路，其由所述引导件和所述壳体的内表面划分而成，且沿所述第一方向延伸并且与所述吸气口和所述供给流路连通。
从吸气口向壳体的内部空间导入的冷却用的空气流过分配流路而流入各电池收容部的供给流路。流入到供给流路的空气通过收容在电池收容部中的电池单元间的间隙而流入排出流路，并从排气口排出。各电池收容部未被供给已在其他电池收容部通过了电池单元间的间隙后的空气，而是从吸气部导入的空气通过分配流路和供给流路向各电池收容部供给。通过所述空气的流动，在电池收容部间，电池单元的冷却效率得以均匀化，作为封装电池整体而言，电池单元的冷却效率得到提高。
分配流路由配置在壳体的内表面的引导件和壳体的内表面划分而成，因此无需使封装电池大型化就能够得到期望的空气流动。此外，由于利用壳体的内表面来划分分配流路，因此能够抑制伴随部件个数增加所产生的成本提高。
所述引导件以越远离所述吸气口所述分配流路的流路截面积变得越小的方式形成。
在压力差方面，在分配流路中存在越远离吸气口空气越容易流动的倾向。由于越远离吸气口流路截面积越减小，从而在分配流路中产生越远离吸气口空气越难以流动的倾向。因压力差产生的空气流动容易性的倾向与因流路截面积变化产生的空气流动容易性的倾向相抵，因此从分配流路流入各电池收容部的供给流路中的空气的量得以均匀化。其结果是，电池收容部间的电池单元的冷却效率进一步实现均匀化，作为封装电池整体而言，电池单元的冷却效率进一步得到提高。
所述引导件具备：主引导部，其位于相对于所述壳体的内表面隔开间隔的位置且沿所述第一方向延伸；第一副引导部，其从所述主引导部的一个侧部侧朝向所述壳体的所述内表面延伸，在所述主引导部的另一个侧部侧与上述壳体的内表面之间，划分有沿着所述第一方向延伸且使所述分配流路和所述供给流路连通的空气分配口。
所述引导件还具备将从所述吸气部导入的空气向特定的所述电池收容部的所述供给流路引导的第二副引导部。
可以构成为如下方式，即，所述壳体具备上部开口的壳体主体和以闭塞所述开口的方式安装在所述壳体主体上的罩，所述主引导部位于相对于所述罩的内表面隔开间隔的位置，且与所述罩的内表面共同划分出位于所述电池单元的上方的所述分配流路，所述第一副引导部及第二副引导部从所述主引导部朝向所述罩的内表面延伸。
根据该结构，由于用于形成分配流路的引导件配置在电池模块与罩之间，因此不受壳体内的电池模块等的布局的影响就能够得到期望的空气流动。
所述第一引导部及第二引导部由弹性材料构成且压接于安装在所述壳体上的所述罩的内表面。
根据该结构，第一引导部及第二引导部的加工精度无需非常高就能够形成期望的分配流路，从而能够进一步降低成本。
所述主引导部的至少与所述吸气部对置的部分由非透气性材料构成。
根据该结构，即使从收容在壳体内的电池单元产生气体，产生的气体也不会通过主引导部从吸气部向壳体的外部漏出。
【发明效果】
经由利用配置于壳体内表面上的引导件和壳体内表面划分出的分配流路，从吸气口向各电池收容部的供给流路供给空气。因此，无需使封装电池大型化，就能够在电池收容部间使电池单元的冷却效率均匀化，并且作为封装电池整体而言，电池单元的冷却效率能够得到提高。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的封装电池的立体图。
图2是本发明的实施方式所涉及的封装电池的立体图(取下罩后的状态)。
图3是本发明的实施方式所涉及的封装电池的立体图(取下罩、电池模块及接线盒后的状态)。
图4是图3的俯视图(进而取下引导件的状态)。
图5是本发明的实施方式所涉及的封装电池的示意性俯视图(取下罩后的状态)。
图6A是图5的A-A线处的剖视图。
图6B是图5的B-B线处的剖视图。
图6C是图5的C-C线处的剖视图。
图7是电池模块的立体图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明所涉及的实施方式。需要说明的是，在以下的说明中，根据需要使用表示特定的方向或位置的用语(例如，包括“上”、“下”、“侧”、“端”的用语)。所述用语的使用是为了参照附图而更容易本发明，并非由所述用语的意思来限定本发明的技术范围。此外，以下的说明从本质上来说仅为示例，并非意在限制本发明、其适用物或其用途。
图1至图4表示本实施方式所涉及的车载用的封装电池4。该封装电池4具备封装电池壳体1，该封装电池壳体1具有上部开口的大致箱状的壳体主体1a和以闭塞开口的方式安装在壳体主体1a上的大致板状的罩1b。
在罩1上设置有将用于冷却的空气向封装电池壳体1的内部空间导入的吸气口30和将空气从封装电池壳体1的内部空间排出的排气口31。吸气口30与例如作为电动机动车的车内空调系统的冷却空气源相连接。排气口30设置在封装电池壳体1的长度方向即Y方向(第一方向)的一端侧的角部附近，排出口31设置在封装电池壳体1的长度方向的另一端侧的角部附近。
如图2及图4所示，在封装电池壳体1的内部空间中收容有多个(在本实施方式中为9个)电池模块2和接线盒(Junction Box)3(在图2及图4中，一部分电池模块2未图示)。
如图3中最明确示出的那样，封装电池壳体1的内部空间由在封装电池壳体1的长度方向即Y方向(第一方向)上隔开间隔地配置的三片分隔壁5a、5b、5c划分出沿长度方向排列配置的四个空间。具体而言，在封装电池壳体1的长度方向上从吸气口30(参照图1)侧开始依次配置有第一电池收容部7a、接线盒收容部(JB收容部)8、第二电池收容部7b及第三电池收容部7c。在第一至第三电池收容部7a～7c中分别收容有多个(本实施方式中为3个)电池模块2。在JB收容部8中收容有接线盒3。
一并参照图7可知，电池模块2具备：电池模块壳体24，其将多个(本实施方式中为9个)电池单元25以排列成一列的状态收容；电池模块罩26，其覆盖电池模块壳体24的上部。相邻的电池单元25以在俯视下的长边隔开间隙11的方式对置。在电池模块壳体24的俯视下构成长边的两侧壁上设置与间隙11连通的开口24a。
本实施方式中的电池单元25为锂离子电池等非水电解质二次电池，其具备大致扁平的长方体状的电池容器25a。在电池容器25a内收容有发电要件(未图示)且密封有电解液。在电池容器25a的上侧两侧部设置有与发电容器电连接的正负电极(未图示)。这些电极利用汇流条(未图示)进行连结，由此确定电池单元25间的电连接。
各电池模块2在侧缘的两端部具备正负电极(图7中所述电极被保护罩41、42覆盖)。通过利用汇流条(未图示)将所述电极连结，从而确定电池模块2间的电连接。
以下，主要参照图5至图6C说明用于将冷却用的空气从吸气口30向排气口31引导的结构。
在各电池收容部7a～7c上，3个电池模块2在封装电池壳体1的宽度方向即X方向(第二方向)上配置成排成一列。各电池模块2的俯视下的姿态设定为电池模块2沿封装电池壳体1的长度方向(Y方向)排列。由此，各电池模块2中彼此相邻的2个电池单元25间的间隙11沿封装电池壳体1的宽度方向(X方向)延伸。
各电池收容部7a～7c的图5～图6C中位于最右侧的电池模块2相对于封装电池壳体1的壳体主体1a的一个侧壁1c隔开间隔地对置。利用该间隔，在各电池收容部7a～7c的封装电池壳体1的宽度方向(X方向)的一个端部(图5～图6C中为右侧端部)设置有沿封装电池壳体1的长度方向(Y方向)延伸的供给流路9a、9b、9c。来自吸气口30的空气经由后述的分配流路43流入所述的供给流路9a～9c。
各电池收容部7a～7c的图5～图6C中位于最左侧的电池模块2相对于封装电池壳体1的壳体主体1a的另一个侧壁1d隔开间隔地对置。利用该间隔，在各电池收容部7a～7c的封装电池壳体1的宽度方向(X方向)的另一个端部(图5～图6C中为左侧端部)设置有沿封装电池壳体1的长度方向(Y方向)延伸的排气流路10a、10b、10c。排气流路10a与排气口31直接连通。此外，在分隔壁5a～5c与接线盒3的下部设置有用于使空气通过的切口部17a、17b、17c、17d。通过所述切口部17a～17d，排气通路10b、10c也经由排气通路10c与排气口31连通。
在封装电池壳体1的内部空间，以遍及在壳体主体1a的长度方向(Y方向)上对置的一对端部壁1e、1f间延伸的方式，配置有作为整体在封装电池壳体1的长度方向(Y方向)上延伸的具有细长形状的引导件15。引导件15存在于收容于电池收容部7a～7c的电池模块2中的在封装电池壳体1的宽度方向(X方向)上在图5及图6A～图6C中位于最右侧的电池模块2与罩1b之间。此外，引导件15位于相对于供给流路9a～9c在封装电池壳体1的宽度方向(X方向)上邻接的位置。
引导件15具备相对于罩1b的下表面1g隔开间隔地定位且沿封装电池壳体1的长度方向(Y方向)延伸的细长板状的主引导部16。主引导部16的上表面相对于罩1b的下表面1g平行，主引导部16的上表面与罩1b之间的距离固定。主引导部16的一端与设置在罩1b上的吸气口30对置(参照图5及图6A)。
在本实施方式中，主引导部16固定在图5及图6A～图6C中位于最右侧的3个电池模块2上，在所述电池模块2的上表面与主引导部16之间未设置间隙。
主引导部16具备在封装电池壳体1的宽度方向(X方向)上对置的一对侧缘16a、16b。接近侧壁1c的侧缘16a在俯视下为与封装电池壳体1的侧壁1c平行地延伸的直线状，远离侧壁1c的侧缘16b具有在俯视下越远离吸气口30则越接近侧缘1a的倾斜部。即，主引导部16的宽度(X方向的尺寸)越远离吸气口30越狭窄。
引导件15具备在主引导部16的上表面沿着侧缘16b设置的细长肋状的第一副引导部21。第一副引导部21的下端与主引导部16的上表面连接，上端与罩1b的下表面1g密接。在主引导部16的侧缘16a侧未设置有构件。
如图6A～图6C中最明确示出的那样，在一端与吸气部30连通且沿封装电池壳体1的长度方向(Y方向)延伸的细长的分配流路43由引导件15和罩1b的下表面1g划分而成。具体而言，主引导部16构成分配流路43的底壁，第一副引导部21构成分配流路43的侧壁，进而罩1b构成分配流路43的顶壁。如前述那样，在主引导部16的侧缘16aa侧未设置有构件，因此在主引导部16的侧缘16a侧的上表面与罩1b的下表面1g之间形成有沿封装电池壳体1的长度方向(Y方向)延伸的细长的狭缝状的间隙。该间隙构成使各电池收容部7a～7c的供给流路9a～9c与分配流路43连通的空气分配口43a。分配流路43的流路截面积随着远离吸气口30而逐渐减小。
引导件15具备第二副引导部22。在俯视下，副引导部22的一端位于吸气口30附近，且呈直线状地倾斜延伸到主引导部16的侧缘16b。俯视下的副引导部22的另一端位于最接近吸气口30的位置的电池收容部7a的供给流路9a的分隔壁5a侧的端部。
第一副引导部21具有以下功能，即，防止从吸气部30供给到分配流路43的空气向图5至图6A中的左侧流动，并经由各电池收容部7a～7c的电池模块2的上部而到达排气流路10a～10c。换言之，第一副引导部21具有保证从吸气部30供给到分配流路43的空气从空气分配口43a流出的功能。另一方面，第二引导部22具有强制性地将从吸气部30供给到分配流路43的空气的一部分向电池收容部7a的供给流路9a引导的功能。
引导构件15的至少一部分即至少与吸气部30的开口对置的部分通过由非透气性材料(例如，铁等金属材料)形成的非透过部23构成。由此，即使万一从电池单元25产生气体(存在高温及/或高压的可能性)，也能够可靠地防止该气体从吸气部30流出。
另一方面，第一及第二副引导部21、22由弹性材料(例如，海绵、发泡密封件等)构成。因此，在向封装电池壳体1安装封装电池罩4时，引导部21、22的上端部相对于罩1b的下表面1g成为压接状态，相对于封装电池1内的其他区域对分配流路43进行分隔。引导部21、22由于发生弹性变形，因此对部件精度的要求并没有那么高，在罩1b的安装后，在压接力的作用下使安装状态稳定。即，通过由弹性材料构成第一及第二副引导部21、22，从而无需使所述副引导部21、22的加工精度非常高，就能够形成期望的分配流路43，从而可降低成本。
接下来，说明冷却用的空气的流动的路径。空气从吸气部30流入分配流路43。流入空气流路43中的空气通过引导件15的第二副引导部23被分流。分流后的空气的一部分从空气分配口43a的吸气部30侧的区域向电池收容部7a的供给流路9a流入。流入到供给流路9a的空气因分隔壁5a的存在而不向在下游侧邻接的电池收容部7b的供给流路9b流动，而是在收容在电池收容部7a中的电池模块2的电池单元25间的间隙11中朝向排气流路10a流动。由此，配置在电池收容部7a中的3个电池模块2所具备的电池单元25得以冷却。流入到排气流路10a的空气经由排气流路10b、10c从排气口31向封装电池壳体1的外部排出。
此外，通过第二引导部22被分流的剩余空气在由第一副引导部21引导的分配流路43中向远离吸气口30的方向流动，从空气分配口43a向电池收容部7b、7c的供给流路9b、9c流入。流入供给流路9b的空气因分隔壁5b的存在而不向在下游侧邻接的电池收容部7c的供给流路9c流动，而是在收容于电池收容部7b中的电池模块2的电池单元25间的间隙11朝向排气流路10b流动。流入排气流路10b的空气经由排气流路10c从排气口31向封装电池壳体1的外部排出。流入供给流路9c的空气也通过收容在电池收容部7c中的电池模块2的电池单元25间的间隙11流入排气流路10c，并从排气口31排出。通过从供给流路9b、9c使空气通过收容于电池收容部7b、7c的电池模块2的电池25间的间隙11而向排出流路10b、10c流动，从而使电池25得以冷却。
各电池收容部7a～7b未被供给已在其他电池收容部7a～7b通过电池单元25间的间隙11后的空气，而是将从吸气部30导入的空气通过分配流路43和供给流路9a～9c向各电池收容部7a～7b供给。通过所述空气的流动，在电池收容部7a～7b间电池单元25的冷却效率实现均匀化，并且作为封装电池4整体而言，电池单元25的冷却效率得到提高。
分配流路43的流路截面积随着从吸气口30离开而逐渐减小。在压力差方面，在分配流路43中存在以下倾向，即越远离越吸气口30而接近排气口31(越朝向下游侧)则空气越容易流动。由于越远离吸气口而接近排气口31(随着朝向下游侧)流路截面积越减小，从而在分配流路43中产生越朝向下游侧空气越难以流动的倾向。因压力差产生的空气流动容易性的倾向与因流路截面积变化产生的空气流动容易性的倾向相抵，从分配流路43向各电池收容部7a～7c的供给流路9a～9c流入的空气量实现均匀化。其结果是，电池收容部7a～7c间的电池单元25的冷却效率进一步得以均匀化，作为封装电池4整体而言，电池单元25的冷却效率得到进一步提高。
此外，如前述那样使分配流路43的流路截面积越朝向下游侧越减小，在此基础上设置第二副引导部22而在紧挨着吸气口30的后方将流入的空气分流，将空气向位于最接近排气口30的位置上的电池收容部7a的供给流路9a(从压力差方面考虑为3个供给流路9b中空气最难以流入的供给流路)送出。由此，从分配流路43向3个供给流路9a～9c供给的空气量进一步实现均匀化。其结果是，电池收容部7a～7c间的电池单元25的冷却效率进一步被均匀化，且作为封装电池4整体而言，电池单元25的冷却效率得到进一步提高。
因为分配流路43由配置在封装电池壳体1的罩1b与电池模块2之间的引导件15和罩1b的下表面1g划分而成，因此能够在不使封装电池4大型化的情况下得到期望的空气流动。此外，由于利用罩1b的下表面1g划分分配流路43，因此能够抑制伴随部件个数增加导致的成本提高。此外，由于分配流路43配置在电池模块2与罩1b之间，因此不受封装电池壳体1内的电池模块2及接线盒3的布局的影响，就能够得到期望的空气流动。
本发明不局限于构成所述实施方式记载的结构，也可以进行各种变更。
也可以在封装电池壳体1的壳体主体1a的侧壁1c的内表面配置与实施方式的部件相同的引导件，通过该引导件和侧壁1c的内表面构成分配路径。在这种情况下，吸气口30设置在壳体主体1a的侧壁1c上。
设置在封装电池壳体1内的电池收容部可以为2个，也可以为4个以上。
引导件15也可以具备2个以上用于向特定的电池收容部的供给流路进行引导的第二副引导部。
也可以不设置实施方式那样的分隔壁5a～5c，而是通过设置在壳体1的侧壁1c、1d的内表面的鼓出部，将封装电池壳体1内分割成电池收容部和JB收容部。此外，并非必须设置实施方式那样的分隔壁5a～5c。在不设置分隔壁的情况下，封装电池壳体内的配置有各电池模块的区域作为本发明的电池收容部发挥功能。
也可以通过俯视下配置在封装电池壳体1的宽度方向(X方向)的中央处的引导件15设置分配流路43。
也可以从吸气部30向分配流路取入常温的外部气体。
封装电池壳体1内中收容各电池模块及各电池模块的电池单元无需为同一结构。
【工业上的可利用性】
对于本发明所涉及的封装电池，除了锂离子电池以外，还可以采用铅蓄电池等各种电池。
【符号说明】
1封装电池壳体
1a壳体主体
1b罩
1c、1d侧壁
1e、1f端部壁
1g下表面
2电池模块
3接线盒
4封装电池
5a、5b、5c分隔壁
7a、7b、7c电池收容部
8JB收容部
9a、9b、9c供给流路
10a、10b、10c排气流路
11间隙
15引导件
16主引导部
16a、16b侧缘
17a、17b、17c、17d切口部
21、22副引导部
23非透过部
24电池模块壳体
24a开口
25电池单元
25a电池容器
26电池模块罩
30吸气口
31排气口
41、42保护罩
43分配流路
43a空气分配口

Claims (6)

1.一种封装电池，其具备：
壳体，其包括向内部空间导入空气的吸气口和从所述内部空间排出空气的排气口；
多个电池收容部，所述多个电池收容部在俯视下在所述壳体的内部空间中沿第一方向排列，且在俯视下分别隔开间隙地收容多个电池单元；
多个供给流路，所述多个供给流路在俯视下设置于各所述电池收容部的与所述第一方向交叉的第二方向的一个端部；
排出流路，其设置于所述电池收容部的所述第二方向的另一个端部且与所述排气口连通；
引导件，其配置在所述壳体的内部空间的内表面上且沿所述第一方向延伸；
分配流路，其由所述引导件和所述壳体的内表面划分而成，且沿所述第一方向延伸并与所述吸气口和所述多个供给流路连通，
所述引导件具备：
主引导部，其位于相对于所述壳体的内表面隔开间隔的位置，且沿所述第一方向延伸；
第一副引导部，其从所述主引导部的一个侧部侧朝向所述壳体的所述内表面延伸，
在所述主引导部的另一个侧部侧与上述壳体的内表面之间划分有空气分配口，该空气分配口沿着所述第一方向延伸且使所述分配流路和所述多个供给流路连通。
2.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，
所述引导件以越远离所述吸气口所述分配流路的流路截面积变得越小的方式形成。
3.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，
所述引导件还具备第二副引导部，该第二副引导部将从所述吸气口导入的空气向特定的所述电池收容部的所述供给流路引导。
4.根据权利要求3所述的封装电池，其特征在于，
所述壳体具备上部开口的壳体主体和以闭塞所述开口的方式安装在所述壳体主体上的罩，
所述主引导部位于相对于所述罩的内表面隔开间隔的位置，且与所述罩的内表面共同划分出位于所述电池单元的上方的所述分配流路，
所述第一副引导部及第二副引导部从所述主引导部朝向所述罩的内表面延伸。
5.根据权利要求4所述的封装电池，其特征在于，
所述第一副引导部及第二副引导部由弹性材料构成，且被压接于安装在所述壳体上的所述罩的内表面。
6.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，
所述主引导部的至少与所述吸气口对置的部分由非透气性材料构成。
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