CN103608965A - 电池组 - Google Patents

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Abstract

被配置在第一单电池与第二单电池(3)之间的隔离物(4)具备蜿蜒部(25)。蜿蜒部(25)具备在纵向上被连续地交替重复设置的第一突出部(41)和第二突出部(42)。第一突出部(41)从厚度方向的中心(C)朝向第一单电池(3)突出在与第二单电池(3)之间形成作为冷却流道(31)发挥功能的间隙。第二突出部(42)从厚度方向的中心(C)朝向第二单电池(3)突出在与第一单电池(3)之间形成作为冷却流道(30)发挥功能的间隙。隔离物(4)具备在与冷却流道(30、31)交叉的方向上延伸的直线部(27)。由直线部(27)防止了与冷却流道(30、31)正交的方向上的蜿蜒部(25)的伸展。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及多个单电池被组合在一起的电池组，详细而言涉及配置在各单电池之间的隔离物(spacer)的构造。
背景技术
在现有技术中公知如下的构造，即：为了在电池组的各单电池之间形成使冷却媒质通过的冷却流道，而设置隔离物，由通过该冷却流道的冷却媒质来冷却因反复充放电而发热的单电池。
在专利文献1中公开了设置在电池模块之间的隔离物。在该隔离物中，交替地设置有与相邻的两个电池模块之中第一电池模块抵接的第一抵接部、和与第二电池模块抵接的第二抵接部，由此交替地形成有第一电池模块与冷却媒质相接触的冷却流道、和第二电池模块与冷却媒质相接触的冷却流道。此外，该隔离物在该第一抵接部与第二抵接部之间具备防止电池模块膨胀时冷却流道的窄小化的壁。
在专利文献2中公开了如下内容，即：在电池模块之间设置波板状的隔离物，通过该隔离物与电池模块之间的间隙而形成了冷却流道。
在专利文献3中提出了如下内容，即：将形成了冷却流道的隔离物设置在二次电池之间，且将波板材插入在二次电池之间。尤其是，在专利文献3中公开了在使横档和纵壁组合在一起的构造中形成被交替地配置的两个种类的冷却流道的隔离物。
在专利文献4中公开了在与蓄电电池对置的面上交替地并排设置呈直线状延伸的凹部和凸部，并在凹部与蓄电电池之间的空间内形成了冷却流道的电池座(隔离物)。
在专利文献5中公开了在基底壁的两面设置沟槽部，并形成了从基底壁的一端的支承框的狭缝(slit)起通过沟槽部而至另一端的支承框的狭缝这样的冷却流道的电池座(隔离物)。
在专利文献6中公开了作为凸条和沟槽交替地排列的凹凸状，在沟槽中流通冷却媒质的隔离物。
然而，关于上述在先技术文献所记载的任何隔离物，由于在隔离物所形成的凹凸形状，而在与冷却流道的方向成直角的方向上易于伸展，在相邻的单电池膨胀时，相邻的单电池之间的距离窄小。由于相邻的单电池之间的距离的缩小，导致冷却流道的流道截面面积减少，冷却效率下降。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-073461号公报(第0025-0027段、图2)
专利文献2：日本特开2004-031364号公报(第0056段、图5)
专利文献3：日本特开2004-047426号公报(第0035-0041段、图7)
专利文献4：日本特开2010-186681号公报(第0017-0018段、图2)
专利文献5：日本特开2010-015949号公报(第0022段)
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题在于提供一种具备能够防止与冷却流道的方向成直角的方向上的伸展的隔离物的电池组。
用于解决课题的手段
本发明提供一种电池组，其特征在于，具备：第一单电池以及第二单电池，彼此相邻地配置；和隔离物，其被配置在所述第一单电池与所述第二单电池之间、且用于设置使冷却媒质通过的冷却流道，所述隔离物具备：蜿蜒部，其在与所述冷却流道成直角的方向上连续地交替重复设置了第一突出部和第二突出部，该第一突出部从厚度方向的中心朝向所述第一单电池突出并在与所述第二单电池之间形成作为所述冷却流道发挥功能的间隙，该第二突出部从所述厚度方向的中心朝向所述第二单电池突出并在与所述第一单电池之间形成作为所述冷却流道发挥功能的间隙；和直线部(连结部)，其在与所述冷却流道交叉的方向上延伸。
冷却媒质流经蜿蜒部的第一突出部与第二单电池之间的间隙、和蜿蜒部的第二突出部与第一单电池之间的间隙，这些间隙作为冷却流道发挥功能。因而，既能在与第一单电池以及第二单电池之间作为冷却流道发挥功能的基础上确保必要的截面面积的间隙，又能使隔离物薄型化。
通过设置直线部，从而能够增强蜿蜒部的与冷却流道的方向成直角的方向的刚性。即便由于单电池膨胀，而隔离物从第一单电池以及第二单电池受到压缩力，也能够防止蜿蜒部的与冷却流道的方向成直角的方向上的伸展，由此能够防止第一单电池与第二单电池之间的间隔窄小。通过维持第一单电池与第二单电池之间的间隔，从而能够确保冷却流道的流道截面面积，能够维持冷却效率。
具体而言，所述第一突出部与所述第一单电池抵接，所述第二突出部与所述第二单电池抵接。
优选，于所述蜿蜒部形成在与所述冷却流道交叉的方向上延伸的狭缝，所述直线部连结了所述狭缝的一端缘和另一端缘。
通过了蜿蜒部的第一突出部与第二单电池之间的间隙后的冷却媒质(与第二单电池相接触的冷却媒质)，向狭缝流入。此外，通过了蜿蜒部的第二突出部与第一单电池之间的间隙后的冷却媒质(与第一单电池相接触的冷却媒质)，向狭缝流入。在通过狭缝的期间内，冷却媒质与第一单电池以及第二单电池双方相接触，由此冷却效率得以提升。
也可所述隔离物还在所述蜿蜒部的与所述冷却流道成直角的方向的一端具备第一横档部，在另一端具备第二横档部，所述直线部连结所述第一横档部和所述第二横档部。
由此，能够进一步提高隔离物的刚性。
也可所述直线部相对于所述隔离物的所述厚度方向的中心而偏向于厚度方向当中的任一方。
也可所述直线部位于所述间隙在所述隔离物的厚度方向上的尺寸的中间。
流入至狭缝的冷却媒质的流通过直线部而被分流成第一单电池侧和第二单电池侧，在通过了直线部时进行合流。因而，流经第一单电池侧的冷却媒质和流经第一单电池侧的冷却媒质的流动将发生调换，冷却效率得以提升。
因为冷却媒质的流动不会受到直线部的妨碍，所以优选所述直线部的厚度小于所述间隙在所述隔离物的厚度方向上的尺寸。
所述直线部的所述冷却流道的上游侧端部和下游侧端部当中的至少任一者优选角部被倒角。根据该构成，能够使冷却媒质无压损地顺利通过直线部。
所述直线部可以是金属制的。通过将直线部设为金属制，从而较之设为树脂制的情形，直线部本身的强度得以提升，由此能够更有效地增强蜿蜒部的与冷却流道的方向成直角的方向的刚性。此外，通过设为金属制，从而能够显著地抑制因单电池的发热所引起的直线部的强度的下降。
发明效果
本发明的电池组所具备的隔离物的蜿蜒部包括在与冷却流道的方向成直角的方向上被连续地交替重复设置的第一突出部以及第二突出部，在第一突出部以及第二突出部与单电池之间形成有作为冷却流道发挥功能的间隙。根据该构成，既能在与单电池之间作为冷却流道发挥功能的基础上确保必要的截面面积的间隙，又能使隔离物薄型化。此外，通过在隔离物上设置直线部，从而能够增强蜿蜒部的与冷却流道的方向成直角的方向的刚性，针对单电池的膨胀，通过维持单电池之间的间隔，从而能够维持冷却效率。
附图说明
图1是本发明所涉及的电池组的立体图。
图2是图1的电池组的隔离物的立体图。
图3是图1的电池组的隔离物的主视图。
图4是图2的隔离物的IV-IV线截面图。
图5是表示图1的电池组的冷却媒质的流动的立体图。
图6(a)是图2的隔离物的VIa-VIa线截面图，图6(b)是VIb-VIb线截面图。
图7是表示图2的隔离物的变形例的截面图。
图8是表示图2的隔离物的其他变形例的截面图。
图9是表示图2的隔离物的又一其他变形例的立体图。
图10是表示隔离物的其他实施方式的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。在本说明书中，为了便于说明，如图1所示，设定在水平面内相互正交的X、Y轴、和与这些X、Y轴正交的铅垂面内的Z轴。将与X、Y、Z轴平行的方向分别称作X方向、Y方向、Z方向。
图1表示本发明的实施方式所涉及的电池组1。该电池组1构成为在外壳组套2中并排设置多个单电池3，在各单电池3之间设置隔离物4。
外壳组套2由钢板制造。外壳组套2由在X方向以及Y方向上延伸的矩形的底板5、和在底板5的X方向的两端向Z方向立起的左壁部6a、右壁部6b构成。外壳组套2的Y方向的两端以及Z方向的上端开放。
底板5具有中央部形成得比X方向的两端部稍高的电池载置部7。
左壁部6a以及右壁部6b由外壁8和内壁9构成。外壁8的下端与底板5的X方向的端部连续地和底板5形成为一体。内壁9的下端与底板5相接合。外壁8和内壁9的上端部10在彼此接近的方向上弯曲成L字形地相接合。
左壁部6a的外壁8与内壁9之间的空间形成了第一冷媒通道11。右壁部6b的外壁8与内壁9之间的空间也同样地形成了第二冷媒通道12。
在左壁部6a的内壁9，在Y方向上以与隔离物4的排列间隔相同的一定间隔形成了与第一冷媒通道11连通的多个第一开口部13。在右壁部6b的内壁9也形成了与左壁部6a的第一开口部13同样的第二开口部14。
在壁部6a、6b的上端部10、10固有用于固定未图示的盖的螺母15。
单电池3由锂离子电池等非水二次电池构成。单电池3具有在所述外壳组套2的左壁部6a与右壁部6b之间可进行收容的X方向的宽度、Y方向的纵深、和Z方向的高度。单电池3在上表面具有正电极和负电极21、22。在Y方向上相邻的单电池3的电极21、22通过未图示的汇流条相连结。单电池3可以如字面意思所示那样为单一的电池，也可以由在X方向上排列设置的多个小电池的单元来构成。
隔离物4由合成树脂来成型。隔离物4具有在X方向上延伸的上横档23和下横档24，在这些上横档23与下横档24之间形成有蜿蜒部25。在蜿蜒部25的X方向的中央部和两端部的三处，形成有在Z方向上从上横档23延伸到下横档24为止的狭缝26。在各狭缝26的内部，对狭缝26的上缘即上横档23和下缘即下横档24进行连结的直线部(连结部)27被形成为在Z方向上笔直地延伸。所述狭缝26以及直线部27并不限于Z方向，也可在与后述的冷却流道30、31交叉的方向上延伸。
隔离物4的大小被决定为：X方向的宽度与单电池3的宽度大致相同或比其小，Z方向的高度也与单电池3的高度大致相同或比其大或比其小。隔离物4的Y方向的尺寸即厚度决定了相邻的单电池3之间的Y方向的间隔。为了使蜿蜒部25尽量宽以确保后述的冷却流道30、31，优选隔离物4的上横档23和下横档24的Z方向的尺寸即高度尽量小。
在隔离物4的蜿蜒部25，第一突出部41和第二突出部42于Z方向(与后述的冷却流道30、31成直角的方向)连续地交替重复设置。第一突出部41相对于隔离物4的厚度方向的中心C(参照图4)而朝向从X方向观察为左侧的单电池3突出。第一突出部41与从X方向观察为右侧的单电池3之间的间隙作为冷却通道31发挥功能。第二突出部42相对于隔离物4的厚度方向的中心C而朝向从X方向观察为右侧的单电池3突出。第二突出部42与从X方向观察为左侧的单电池3之间的间隙作为冷却通道30发挥功能。如在图4最为明了地表示那样，当从X方向观察时，由于连续地交替重复设置第一突出部以及第二突出部41、42，因此蜿蜒部25呈锯齿形状或蛇行蜿蜒的形状。此外，图4为了方便起见，绘制成在单电池3与隔离物4之间存在间隙，但是实际上第一突出部41与左侧的单电池3相接触，第二突出部42与右侧的单电池3相接触(后述的图6～8也同样)。
关注于使第一突出部以及第二突出部41、42连续地交替设置的蜿蜒部25的一方的面，则具有以下形状。
蜿蜒部25在从Y方向观察到的第一面(图4中为左侧)，在X方向上延伸的凹部28和凸部29于Z方向交替地形成，即便在第一面的背面侧的第二面(图4中为右侧)，在X方向上延伸的凹部28和凸部29也于Z方向交替地形成。蜿蜒部25在本实施方式中是平坦的凹部28和凸部29经由倾斜部28a而连续的形状，但是也可以是平坦的凹部和凸部经由水平部而连续的形状，还可以是凹部和凸部呈波形地连续的形状。
蜿蜒部25的冷却流道30、31的上游侧端部或下游侧端部当中的至少任一者的角部形成了有斜面的倒角32，但是也可以是圆润的倒角。由此，冷却媒质的流动的压损变小，冷却流道30、31中的冷却媒质的流动变得顺利。
第一面的凹部28和第二面的凸部29是彼此互补的形状，即第一面的凹部28形成了第二面的凸部29。同样地，第一面的凸部29和第二面的凹部28是彼此互补的形状，即第一面的凸部29形成了第二面的凹部28。第一面的凹部28形成与第一面对置的单电池3的冷却流道30，第一面的凸部29和与第二面对置的单电池3相接触。同样地，第二面的凹部28形成与第二面对置的单电池3的冷却流道31，第二面的凸部29和与第一面对置的单电池3相接触。
隔离物4的蜿蜒部25在X方向上被狭缝26分离成第一、第二、第三、第四的共计四个蜿蜒部25a、25b、25c、25d。第一、第二、第三、第四蜿蜒部25a、25b、25c、25d的凹部28和凸部29的相位均相同，各蜿蜒部25a、25b、25c、25d的凹部28处于X方向的同一线上，凸部29也处于X方向的同一线上。
为了确保隔离物4的刚性，优选隔离物4的狭缝26的X方向的宽度W如图3所示那样尽量小。此外，狭缝26的数目如实施例那样优选三处，但也可以是三处以上，也可以在中央为一处、或者在两端为两处。
隔离物4的直线部(连结部)27在本实施例中具有矩形的截面，但是也可以为圆形的截面、椭圆形的截面。直线部27从隔离物4的厚度的中心偏向于厚度方向当中的任一方。在本实施例中偏向于第二面的一侧，但也可偏向于第一面的一侧。
隔离物4的直线部27的X方向的宽度S(图3参照)只要小于狭缝26的宽度W即可，只要考虑相对于Z方向伸展的拉伸强度、和整体的刚性来决定即可。为了减小冷却流道30、31的流道阻力，直线部27的Y方向的壁厚T如图4所示，优选小于凹部28的深度，更优选与蜿蜒部25的Y方向的壁厚相同或比其薄。
隔离物4的直线部27的冷却流道30、31的上游侧端部或下游侧端部当中的至少任一者的角部形成有斜面的倒角32，但也可以是圆润的倒角。由此，冷却媒质的流动的压损变小，冷却流道30、31中的冷却媒质的流动变得顺利。
直线部27的数目如实施例那样优选三处，但也可以是三处以上，也可以在中央为一处、或者在两端为两处。如果直线部27为一个，则该直线部27的两侧的蜿蜒部25的端部变得易于伸展，与之相伴存在单电池3因该膨胀而鼓起的顾虑。因而，从防止单电池3因膨胀而引起的鼓起这一观点出发，优选具有多个直线部27。
参照图4，隔离物4的厚度t1相当于冷却流道30、31的深度d与隔离物4的壁厚th之和。也就是说，通过采用在与冷却流道30、31成直角的方向上连续地交替重复设置第一突出部以及第二突出部41、42而成的蜿蜒部25，既能在与单电池3之间作为冷却流道30、31发挥功能的基础上确保必要的截面面积的间隙，又能使隔离物4薄型化。
接下来，对采用以上构成的电池组1的尤其是隔离物4的作用进行说明。
如图5所示，被导入至外壳组套2的左壁部6a的第一冷媒通道11中的冷媒，分别从内壁9的第一开口部13向隔离物4的第一面的凹部28(第二突出部42与左侧的单电池3之间的间隙)和第二面的凹部28(第一突出部41与右侧的单电池3之间的间隙)流入。从第一开口部13流入至隔离物4的第一面的凹部28中的冷媒，沿着该凹部28所形成的冷却流道30而在X方向上流动，来冷却与第一面对置的单电池3。同样地，从第一开口部13流入至隔离物4的第二面的凹部28中的冷媒，沿着该凹部28所形成的冷却流道31而在X方向上流动，来冷却与第二面对置的单电池3。通过了隔离物4的第一至第四蜿蜒部25a～25d的冷却流道30、31后的冷媒，将从凹部28起通过外壳组套2的右壁部6b的第二开口部14而向第二冷媒通道12流出。
通过设置直线部27，从而蜿蜒部25的Z方向的刚性被增强。如果由于反复充放电而使得单电池3膨胀，则相邻的单电池3、3按压隔离物4。由此，隔离物4的蜿蜒部25被压坏而向Z方向伸展，但是直线部27进行支撑而防止了上述情况的发生。由于隔离物4的蜿蜒部25的伸展被防止，因此相邻的单电池3之间的间隔被确保为一定，相邻的电池组3之间的距离不会变得窄小，能够作为冷却流道发挥功能的基础上确保必要的截面面积的间隙，能够维持冷却效率。
如图6(a)所示，在冷却媒质流经隔离物4的第一面的凹部28所形成的冷却流道30(第二突出部42与左侧的单电池3之间的间隙)而通过狭缝26之时，由于进入到狭缝26与直线部27之间，因此流动变得紊乱，且还冷却与第二面对置的单电池3，所以冷却效率得以提升。
同样地，如图6(b)所示，在冷媒流经隔离物4的第二面的凹部28所形成的冷却流道31(第一突出部41与右侧的单电池3之间的间隙)而通过狭缝26之时，由于与直线部27的碰撞、和由此向第一面侧的拐弯，因此流动变得紊乱，且还冷却与第一面对置的单电池3，所以冷却效率得以提升。
所述实施方式能够进行各种变更。
例如，关于隔离物4的直线部27的Y方向的位置，虽然在本实施方式中位于隔离物4的第二面的凹部28的开口部侧，但是也可如图7所示那样位于第一面的凹部28的开口部侧。另外，在图7中，相对于直线部27和凹部28的冷却流道30，上游侧端部和下游侧端部形成了倾斜的倒角32。
进而，如图8所示，直线部27能够位于凹部28的深度的中间。在该情况下，流出凹部28后的冷媒的流在流入直线部27之际，被分流成相邻的单电池3的一侧和另一侧，在从直线部27流出之际进行合流。因而，流经凹部28的底侧的冷媒和与凹部28的开口侧的单电池3靠近流动的冷媒的流将发生调换，由此冷却效率也得以提升。另外，在图8中，相对于直线部27和凹部28的冷却流道30，上游侧端部和下游侧端部形成了圆润的倒角33。
此外，如图9所示，直线部27的X方向当中的至少一部分也可与狭缝26的缘、即凹部28或凸部29的端缘相接合。
不用设置如所述实施方式那样的狭缝26，也能形成直线部27。即，如图10所示，将直线部27设置成：在第一面上，与在冷却流道30、31的方向上相邻的两个蜿蜒部25、例如第二蜿蜒部25b的凹部28和第三蜿蜒部25c的凹部28(换言之，在第二面上为第二蜿蜒部25b的凸部29和第三蜿蜒部25c的凸部29)成为同一平面。这样一来，只是没有狭缝，具有如下优点，即：能提高隔离物4的刚性，并且流经冷却流道30、31的冷媒的流动阻力变少。
虽然也能不设置上横档23和下横档24，但是设置了这些横档的情形可提高作为隔离物4的刚性。
直线部27可以是金属制的。通过将直线部27设为金属制，从而较之设为树脂制的情形，直线部27本身的强度得以提升，由此能够更有效地增强蜿蜒部25的Z方向的刚性。此外，通过设为金属制，从而能够显著地抑制因单电池的发热所引起的直线部27的强度的下降。虽然实施方式的直线部27实质上是笔直的截面矩形的棒状，但是直线部也可弯曲某种程度，也可具有部分的凹凸。关于增强蜿蜒部25的Z方向的刚性的效果，如实施方式的直线部27那样实质上为笔直的情形更优选。
在实施方式中，隔离物4的各蜿蜒部25的突出部41、42分别与单电池3直接地抵接或接触。但是，也可在隔离物4与配置在其两侧的单电池3之间配置夹杂物，且该夹杂物位于突出部41、42与单电池3之间。也就是说，突出部41、42也可隔着夹杂物而与单电池间接地抵接或接触。这样的夹杂物例如存在具有绝缘性的片材，但是并不限定于此。
符号说明
1   电池组
2   单电池
4   隔离物
25  蜿蜒部
26  狭缝
27  直线部
28  凹部
29  凸部
30  冷却流道
31  冷却流道
32  倒角
33  倒角
41  第一突出部
42  第二突出部

Claims (10)

1.一种电池组，其特征在于，具备：
第一单电池以及第二单电池，彼此相邻地配置；和
隔离物，其配置在所述第一单电池与所述第二单电池之间，且用于设置使冷却媒质通过的冷却流道，
所述隔离物具备：
蜿蜒部，其在与所述冷却流道成直角的方向上连续地交替重复设置有第一突出部和第二突出部，该第一突出部从厚度方向的中心朝向所述第一单电池突出而与所述第二单电池之间形成作为所述冷却流道发挥功能的间隙，该第二突出部从所述厚度方向的中心朝向所述第二单电池突出而与所述第一单电池之间形成作为所述冷却流道发挥功能的间隙；和
直线部，其在与所述冷却流道交叉的方向上延伸。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，
所述第一突出部与所述第一单电池抵接，所述第二突出部与所述第二单电池抵接。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，
在所述蜿蜒部形成在与所述冷却流道交叉的方向上延伸的狭缝，
所述直线部连结了所述狭缝的一端缘和另一端缘。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组，其特征在于，
所述隔离物还在所述蜿蜒部的与所述冷却流道成直角的方向的一端具备第一横档部，在另一端具备第二横档部，
所述直线部连结所述第一横档部和所述第二横档部。
5.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，
所述直线部相对于所述隔离物的所述厚度方向的中心而偏向于厚度方向的任意一方。
6.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，
所述直线部位于所述间隙在所述隔离物的厚度方向上的尺寸的中间。
7.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，
所述直线部的厚度小于所述间隙在所述隔离物的厚度方向上的尺寸。
8.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，
所述直线部的所述冷却流道的上游侧端部的角部被倒角。
9.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，
所述直线部的所述冷却流道的下游侧端部的角部被倒角。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池组，其特征在于，所述直线部是金属制的。
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