JP2001223036A - 電気自動車のバッテリーモジュール構造 - Google Patents

電気自動車のバッテリーモジュール構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却効率を改善しバッテリーモジュール全体
の熱積層現象による温度偏差を最小化する電気自動車の
バッテリーモジュール構造を提供する。 【解決手段】 バッテリーセルを互いに近接させて配置
し、その集合体の両側にエンドプレートが配置され、両
側のエンドプレートをバンドで締結してなる構造におい
て、バッテリーモジュールの上部から冷却媒体をバッテ
リーセルの間に供給して熱エネルギーを放出するよう
に、隣接するバッテリーセルの間に、四角形状の板部材
で内部に冷却媒体通路を形成したエアプレートを配置
し、冷却媒体通路は、通路の中央部に近いほど弓状に曲
がって幅が狭くなる形状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気自動車のバッテ
リーモジュール構造に係わり、より詳しくは、バッテリ
ーセルの間にエアプレートを設けて冷却効率を改善する
ことにより、全体のバッテリーセル間の熱積層現象を最
小化する電気自動車のバッテリーモジュール構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電気自動車は深刻化する大気汚
染を防止するための対策、また、限定された流体エネル
ギーを新たなエネルギー源として代替しようとする目的
を持って開発されたものであり、バッテリーの電源でモ
ーターを駆動させて所定の車速範囲における走行性を確
保し、移動手段としての役割を担っている。
【０００３】このような電気自動車のバッテリーは、限
定された容量やサイズなど種々の問題により複数のセル
（ｃｅｌｌ）単位のバッテリーを集めてモジュール（ｍ
ｏｄｕｌｅ）化して製造される。図４は一般的な従来の
モジュール化されたバッテリーモジュールを示す。この
バッテリーモジュールは、１０個の偏平なバッテリーセ
ル５０を集めて一つのモジュールとして製造されたバッ
テリーモジュール５１の一例であり、１０個のバッテリ
ーセル５０を互いに近接させて配置し、その両側にエン
ドプレート（ｅｎｄ ｐｌａｔｅ）５２が配置され、両
側のエンドプレート５２を各々２個ずつのバンド５３で
締結してなる。
【０００４】しかし、このような電気自動車用のバッテ
リーモジュール５１は多数個のバッテリーからの均一な
電圧と長時間の寿命を確保するためには様々な周辺の環
境を最適に維持しなければならず、特に電圧はバッテリ
ーセル５０の温度によって変化しやすいので、熱集積に
よる温度偏差の影響が最も大きい要素として作用するよ
うになる。
【０００５】ここで、温度偏差がバッテリーセル５０の
寿命や電圧発生に与える影響を考察してみると、温度偏
差が大きく現れた一つのバッテリーセル５０が劣化によ
って損傷されれば、損傷されたバッテリーセル５０は抵
抗体として作用して高温を発生するようになり、隣接し
たバッテリーセル５０に対して他の劣化を誘発してバッ
テリーモジュール５１全体が損傷される結果を招くこと
となる。また、この時、それぞれのバッテリーセル５０
には電圧偏差が顕著に現れるようになり、これは均一な
電圧を最適の利用条件とする電気自動車の各駆動モータ
ー部（図示せず）に悪影響を及ぼすことになる。
【０００６】従来のバッテリーモジュールでは、１０個
のバッテリーセル５０を間隔なしで互いに接触させて構
成していた。このため、図６に示されるバッテリーモジ
ュールにおける（温度等高線）等温線５４のように、バ
ッテリーモジュール５１の中央部分に熱集中現象が発生
しバッテリー損傷の原因となってバッテリーモジュール
５１全体において温度偏差が大きく現れるようになり、
大きな電圧差を発生させるなどの問題点を内包してい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
上記のような問題点を解消するために創出されたもので
あり、本発明の目的は、バッテリーセルの間にエアプレ
ートを設けて冷却効率を改善することにより、バッテリ
ーモジュール全体の熱集積現象による温度偏差を最小化
する電気自動車のバッテリーモジュールを提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による電気自動車のバッテリーモジュール構
造は、多数個のバッテリーセルを互いに近接させて配置
し、このバッテリーセルの集合体の両側にエンドプレー
トが配置され、両側のエンドプレートをバンドで締結し
てなる電気自動車のバッテリーモジュール構造におい
て；バッテリーモジュールの上部から送風機などの送風
手段によって供給される冷却空気などの冷却媒体をバッ
テリーセルの間に供給してセルの熱エネルギーを放出さ
せるように、それぞれのバッテリーセルの間に一個ない
し多数個のエアプレートとしての放熱板を介在させて構
成されることを特徴とする。
【０００９】このバッテリーモジュール構造において、
エアプレートは、セル形状に似た四角など多角形状の板
状部材でその内部に冷却媒体通路が形成されていること
が好ましく、また、冷却媒体通路は、バッテリーモジュ
ールの熱集中現象の激しい中心部分に対応して、冷却媒
体通路となる空気通路の中央部に近いほど弓状（凹形）
に曲がって冷却媒体通路の幅が狭くなる形状に形成され
ていることが好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による電気自動車の
バッテリーモジュール構造の一実施の形態について添付
した図面に基づいてより詳細に説明する。
【００１１】図１は本発明による電気自動車用バッテリ
ーモジュールの一実施の形態を示す正面図であり、図２
はこの電気自動車用バッテリーモジュールの分解斜視図
である。本実施の形態では、１０個のバッテリーセル１
を互いに近接させて配置し、１０個のバッテリーセル１
の集合におけるその両側にエンドプレート２が配置され
ている。両側のエンドプレート２を上側及び下側のバン
ド３で締結してバッテリーモジュール２０として製造す
る際、両エンドプレート２には、バッテリーセル１に近
接する側の面であるエンドプレート２の内側面に一定の
間隔で断面凹形状の溝４が形成されている。また、隣接
するバッテリーセル１同士の間にはそれぞれエアプレー
ト５が配置され合計９枚が介在して構成されている。
【００１２】隣接するバッテリーセル１相互間に配置さ
れるエアプレート５は、図３に示したように四角形状の
板部材であり、その内部には冷却媒体通路１１が形成さ
れており、この冷却媒体通路１１はバッテリーモジュー
ル２０全体において熱集中現象の激しい中心部分Ｂに対
応して、冷却媒体通路１１（空気通路）の中央部Ｃに近
いほど凹状に曲がって幅が狭くなる形状で形成されるこ
とが望ましい。
【００１３】このような構成を有する電気自動車のバッ
テリーモジュール構造は、図１に示したように、バッテ
リーモジュール２０の上部から送風機などの送風手段３
０によって供給される冷却媒体としてのエアをそれぞれ
のバッテリーセル１の間に配置されているエアプレート
５を通して流すことにより熱エネルギーを放熱すること
ができるようになる。
【００１４】この時、エアプレート５に供給される冷却
媒体はエアプレート５の冷却媒体通路１１上部の冷却媒
体流入口１２付近における流速に比して中心部Ｃで流速
が速くなり、熱集中現象が最も激しい各バッテリーセル
１の中心部分Ｂの熱を効果的に吸収して冷却することが
可能である。
【００１５】したがって、内部に冷却媒体通路１１を有
するエアプレート５をバッテリーセル１の間に配置して
冷却媒体が単位時間当り吸収する熱量を各部分別に異な
るようにすることにより、全体バッテリーセル内部の温
度偏差を最小化することができるようになる。
【００１６】
【発明の効果】上述のように、本発明による電気自動車
のバッテリーモジュール構造は、バッテリーセルの間に
介在するエアプレートによって冷却媒体が単位時間当り
放出する熱量（Ｋｃａｌ／ｈ）を各部分別に異なるよう
にすることにより、全体バッテリーセル間の熱集積現象
による温度偏差を最小化することができるようになり、
これで全体的なバッテリーモジュールの冷却効率を均等
にできるのはもちろん、均一な電圧と長時間の寿命を確
保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電気自動車用バッテリーモジュー
ルの一実施の形態を示す正面図である。
【図２】同、電気自動車用バッテリーモジュールの分解
斜視図である。
【図３】図２のIII−III線によるエアプレートの断面図
である。
【図４】従来の電気自動車用バッテリーモジュールを示
す正面図である。
【図５】従来の電気自動車用バッテリーモジュールにお
ける等温線を示した平面図である。
【符号の説明】
１、５０ バッテリーセル ２、５２ エンドプレート ３、５３ バンド ４ 溝 ５ エアプレート １１ 冷却媒体通路 １２ 冷却媒体流入口 ２０、５１ バッテリーモジュール ３０ 送風手段 ５４ 等温線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多数個のバッテリーセルを互いに近接さ
    せて配置し、このバッテリーセル集合体の両側にエンド
    プレートが配置され、両側のエンドプレートをバンドで
    締結してなる電気自動車のバッテリーモジュール構造に
    おいて、 前記バッテリーモジュールの上部から供給される冷却媒
    体を前記バッテリーセルの間に供給して熱エネルギーを
    放出するように、隣接する前記バッテリーセルの間にエ
    アプレートを配置介在して構成されることを特徴とする
    電気自動車のバッテリーモジュール構造。
  2. 【請求項２】 前記エアプレートは、四角形状の板部材
    でその内部に冷却媒体通路を形成したことを特徴とする
    請求項１に記載の電気自動車のバッテリーモジュール構
    造。
  3. 【請求項３】 前記冷却媒体通路は、バッテリーモジュ
    ールの熱集中現象の激しい中心部分に対応して、冷却媒
    体通路の中央部に近いほど弓状に曲がって冷却媒体通路
    幅が狭くなる形状で形成されたことを特徴とする請求項
    ２に記載の電気自動車のバッテリーモジュール構造。
JP2000403195A 1999-12-30 2000-12-28 電気自動車のバッテリーモジュール構造 Pending JP2001223036A (ja)

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