CN105304972A - 蓄电装置的冷却结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实现轻量化及紧凑化，并且能够以经济的结构将各蓄电池良好地冷却的蓄电装置的冷却结构。蓄电模块(10)的冷却结构(37)具备：对蓄电池组(12M)进行冷却的散热器(38)；以及配置在所述蓄电池组(12M)与所述散热器(38)之间，且具有按照每个蓄电池(12)进行划分的多个划分区域(40a)的分隔构件(40)。在各划分区域(40a)中收容有与蓄电池(12)和散热器(38)一体接触的导热凝胶(42)。

Description

蓄电装置的冷却结构
技术领域
本发明涉及具有将多个蓄电池层叠而成的蓄电池组的蓄电装置的冷却结构。
背景技术
通常，已知有具备将多个蓄电池(蓄电池单体)层叠而成的蓄电池组(蓄电池模块)的蓄电模块。该蓄电模块搭载于例如混合动力车辆或EV等电动车辆。
在蓄电模块中，蓄电池的性能及寿命依赖于温度，所述蓄电池若成为高温，则容易发生劣化。因此，为了实现蓄电池的耐久性的提高，需要将所述蓄电池良好地冷却。因此，已知有例如专利文献1公开的电池组的冷却结构。
在该冷却结构中，将具有绝缘性的隔板夹于之间地排列多个方形电池，由此形成电池组。并且，在电池组的冷却面侧隔着具有绝缘性的导热片而设置冷却板。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2011-034775号公报
【发明要解决的课题】
然而，在上述的冷却结构中，在排列有多个方形电池的电池组与冷却板之间，以按压的状态配设有一片导热片。因此，在导热片上容易产生压缩引起的大的反力，会对电池组施加大的载荷，从而可能引起破损或破坏。
因此，考虑通过增加导热片的厚度来实现反力的降低。然而，导热片的壁厚变得相当厚，从而存在如下这样的问题：冷却结构整体大型化且重量化，并且不经济。
发明内容
本发明解决这种问题，其目的在于提供一种实现轻量化及紧凑化，并且能够以经济的结构将各蓄电池良好地冷却的蓄电装置的冷却结构。
【用于解决课题的手段】
本发明涉及一种具有将多个蓄电池层叠而成的蓄电池组的蓄电装置的冷却结构。该冷却结构具备：冷却板，其对蓄电池组进行冷却；以及分隔构件，其配置在所述蓄电池组与所述冷却板之间，并且具有按照每个蓄电池或每多个所述蓄电池进行划分的多个划分区域。在各划分区域中收容有与蓄电池和冷却板一体地接触的导热材料。
而且，在该冷却结构中，优选的是，分隔构件具备在蓄电池间延伸的分隔壁，在所述分隔壁上设有朝向该蓄电池突出且对该蓄电池进行定位的肋部。
此外，在该冷却结构中，优选的是，在分隔壁上设有向冷却板插入来抑制该分隔壁与该冷却板之间产生间隙的突起部。
另外，在该冷却结构中，优选的是，在划分区域中形成有未填充导热材料的空间部。
【发明效果】
根据本发明，在设置于分隔构件的各划分区域中收容有与蓄电池和冷却板一体接触的导热材料。因而，导热材料与各蓄电池接触，因此能够抑制所述蓄电池间的温度的不均，且能够抑制一部分的蓄电池发生集中地劣化的情况。
而且，导热凝胶能够设置成薄膜状，能够实现轻量化及紧凑化，且能够以经济的结构将各蓄电池良好地冷却。此外，由于具有按照各蓄电池进行划分的划分区域，因此能够规定各划分区域的导热单体的厚度。由此，能够抑制外力引起的厚度尺寸的增减，并且能够抑制导热凝胶的流出。
附图说明
图1是本发明的实施方式的蓄电模块的简要立体说明图。
图2是所述蓄电模块的主要部分分解立体说明图。
图3是所述蓄电模块的图1中的III-III线剖视图。
图4是所述蓄电模块的图1中的IV-IV线剖视图。
图5是构成所述蓄电模块的分隔构件的局部放大立体说明图。
图6是所述蓄电模块的从下部侧观察到的立体说明图。
【符号说明】
10…蓄电模块
12…蓄电池
12M…蓄电池组
14…隔板
18a、18b…端板
20a、20b…连结带
20at、20bt…安装部
28…设置部位
30a、30b…紧固连结螺栓
37…冷却结构
38…散热器
40…分隔构件
40a…划分区域
40k…卡止部
40p…分隔壁
40r…肋部
40t…突起部
42…导热凝胶
44a、44b…间隔件
具体实施方式
如图1及图2所示，本发明的实施方式的蓄电模块10搭载于例如未图示的混合动力机动车或EV等电动车辆。
蓄电模块10具备将多个蓄电池(蓄电池单体)12沿水平方向(箭头A方向)层叠而成的蓄电池组(蓄电池模块)12M。蓄电池12具有矩形形状，并且在配置成立位姿态的状态下，与具有绝缘性的隔板(支架)14交替地沿箭头A方向层叠。
如图2所示，在蓄电池组12M的层叠方向两端，夹装具有隔热功能及绝缘功能的绝缘板(或者可以为隔板14)16a、16b而配置长方形形状的端板18a、18b。端板18a、18b彼此配置在箭头B方向两端，且由沿箭头A方向延伸的例如一对连结带20a、20b连结(参照图1及图2)。
蓄电池12由例如锂离子蓄电池构成，具有长方形(或正方形)。在各蓄电池12的上表面设有正极(或负极)的端子22a和负极(或正极)的端子22b。彼此相邻的蓄电池12的端子22a和端子22b由母线24电连接。
绝缘板16a、16b构成为大致平板状(也可以与隔板14同样)。端板18a、18b构成为大致平板状。如图2及图4所示，在端板18a的箭头B方向两端缘部沿箭头C方向贯通形成有一对孔部26a。一对孔部26a设置在连结带20a、20b的内侧，收容用于将蓄电模块10固定于设置部位28的一对紧固连结螺栓(紧固连结构件)30a。设置部位28例如由电动车辆的金属板构成，且设有供一对紧固连结螺栓30a螺合的一对内螺纹部28a。
如图2所示，在端板18a的板面上，在比一对孔部26a靠所述板面的中央侧的位置分别沿箭头C方向相互平行地设有多个例如3个螺纹孔32a。螺纹孔32a沿箭头A方向形成，且设定在与孔部26a不干涉的位置。
需要说明的是，端板18b侧与上述的端板18a侧同样地构成，对于同一构成要素，在同一参照数字上取代符号a而附加符号b，并省略其详细说明。
如图1及图2所示，连结带20a由具有横长形状的金属板(金属板)形成，并根据需要，例如为了轻量化或为了蓄电池12的冷却用地导入制冷剂而形成开口部21a。连结带20a在从蓄电池组12M的层叠方向一端观察的主视观察下，截面形状具有コ状。连结带20a的长度方向(长边方向)的各安装部(端部)20at、20at覆盖端板18a、18b的短边而配置。
在各安装部20at上一体地形成有多个孔部34a。各孔部34a配置在与端板18a、18b的各螺纹孔32a、32b同轴上。螺钉36a向孔部34a、34a插入而与螺纹孔32a、32b螺合，由此将连结带20a的各安装部20at和端板18a、18b固定。安装部20at在比孔部26a靠板面的中央部侧的位置固定于该端板18a、18b。
在连结带20a的上下两端设有从铅垂方向向水平方向内侧弯曲的折弯部20ar。折弯部20ar沿蓄电池组12M的层叠方向延伸，并保持所述蓄电池组12M的一方的角部。
连结带20b与上述的连结带20a同样地构成，对于同一构成要素，在同一参照数字上取代符号a而附加符号b，并省略其详细说明。
在蓄电模块10的底部装配有冷却结构37。如图2～图4所示，冷却结构37具备：对蓄电池组12M进行冷却的冷却板例如散热器38；配置在所述蓄电池组12M与所述散热器38之间的分隔构件40。
散热器38例如通过螺纹紧固等而固定于连结带20a、20b的下端侧的折弯部20ar、20br的底部。散热器38的箭头A方向的尺寸设定为与蓄电池组12M的箭头A方向的尺寸大致相同的尺寸。在散热器38的长度方向一端例如端板18a侧的端部设有制冷剂供给端口38a和制冷剂排出端口38b。
分隔构件40具有按照各蓄电池12进行划分的多个划分区域40a，并且在各划分区域40a中收容有导热凝胶42作为与所述蓄电池12和散热器38一体接触的导热材料。作为导热凝胶42，例如使用硅酮凝胶，但没有限定于此。如图4及图5所示，分隔构件40具有窄幅的框架形状，且具备在蓄电池12间延伸的多个分隔壁40p。在各分隔壁40p的两侧，沿箭头B方向各分离规定的间隔地设置有朝向蓄电池12突出且对所述蓄电池12进行定位的肋部40r。
如图4所示，在分隔壁40p上设有向散热器38侧(与肋部40r相反的一侧)鼓出且向所述散热器38插入的突起部40t。如图6所示，突起部40t沿箭头B方向及箭头A方向延伸，且具有抑制在散热器38与分隔构件40之间产生间隙的功能。
如图5所示，多个卡止部40k分别沿箭头A方向各分离规定的间隔地朝向外侧突出形成在分隔构件40的箭头B方向两端。分隔构件40的板厚t设定导热凝胶42的膜厚，并且在划分区域40a中形成有未填充所述导热凝胶42的空间部S。这是为了缓和导热凝胶42产生的应力。
如图2所示，在连结带20a、20b的下端侧的折弯部20ar、20br与蓄电池组12M的底面之间夹装有在箭头A方向上为长条的大致板状的间隔件44a、44b。如图6所示，在间隔件44a、44b上固定分隔构件40的箭头B方向的两端。分隔构件40的各卡止部40k被向间隔件44a、44b压入，将各划分区域40a液密地保持(参照图3)。
在制造这样构成的蓄电模块10时，将多个蓄电池12层叠而形成蓄电池组12M。在蓄电池组12M的层叠方向一端以夹装绝缘板16a的方式配置端板18a。在蓄电池组12M的层叠方向另一端以夹装绝缘板16b的方式配置端板18b。而且，在端板18a、18b上通过螺钉36a、36b来固定一对连结带20a、20b的各安装部20at、20bt。
在蓄电池组12M的下端部装配冷却结构37。分隔构件40经由间隔件44a、44b以与蓄电池组12M的底面大致接触的方式配置。散热器38在保持于连结带20a、20b的下端侧的折弯部20ar、20br的状态下，例如被进行螺纹紧固，且隔着分隔构件40而配置导热凝胶42。
接着，将一对紧固连结螺栓30a向端板18a的一对孔部26a插入，且使前端部与一对内螺纹部28a螺合。另一方面，将一对紧固连结螺栓30b向端板18b的一对孔部26b插入，且使前端部与一对内螺纹部28b螺合。因此，蓄电模块10被固定于设置部位28。
这种情况下，在本实施方式中，如图2～图4所示，在设置于分隔构件40的各划分区域40a中收容有与蓄电池12和散热器38一体接触的导热凝胶42。因此，导热凝胶42与各蓄电池12接触，从而能够得到如下这样的优点：能够抑制所述蓄电池12间的温度的不均，且能够抑制一部分的蓄电池12发生集中地劣化的情况。
而且，导热凝胶42可以设置成薄膜状，从而能够实现轻量化及紧凑化，并且能够以经济的结构将各蓄电池12良好地冷却。此外，由于具有按照各蓄电池12划分的划分区域40a，因此能够规定各划分区域40a的导热凝胶42的厚度。由此，能够得到如下这样的效果：能够抑制外力引起的厚度尺寸的增减，并且例如即使蓄电模块10倾斜，也能够可靠地抑制导热凝胶42的流出。
另外，如图4及图5所示，分隔构件40具备在蓄电池12间延伸的多个分隔壁40p，在各分隔壁40p的两侧设有朝向蓄电池12突出的肋部40r。因此，能得到如下这样的优点：能够以简单且紧凑的结构将各蓄电池12可靠地定位。
此外，在分隔壁40p上设有向散热器38侧(肋部40r的相反侧)鼓出且向所述散热器38插入的突起部40t。因此，能够抑制在散热器38与分隔构件40之间产生间隙的情况。
需要说明的是，在本实施方式中，虽然使用了凝胶状的材料作为导热材料，但没有限定于此，也可以使用例如橡胶状类型或油灰状类型等。而且，在本实施方式中，分隔构件40虽然按照各蓄电池12进行划分，但没有限定于此，也可以按照每多个所述蓄电池12进行划分。例如，可以按照每2个蓄电池12进行划分。

Claims (4)

1.一种蓄电装置的冷却结构，所述蓄电装置具有将多个蓄电池层叠而成的蓄电池组，所述蓄电装置的冷却结构的特征在于，具备：
冷却板，其对所述蓄电池组进行冷却；
分隔构件，其配置在所述蓄电池组与所述冷却板之间，并且具有按照每个所述蓄电池或每多个所述蓄电池进行划分的多个划分区域；以及
导热材料，其被收容于各划分区域，且与所述蓄电池和所述冷却板一体地接触。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置的冷却结构，其特征在于，
所述分隔构件具备在所述蓄电池间延伸的分隔壁，
在所述分隔壁上设有朝向该蓄电池突出且对该蓄电池进行定位的肋部。
3.根据权利要求2所述的蓄电装置的冷却结构，其特征在于，
在所述分隔壁上设有向所述冷却板插入来抑制在该分隔壁与该冷却板之间产生间隙的突起部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓄电装置的冷却结构，其特征在于，
在所述划分区域中形成有未填充所述导热材料的空间部。
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