【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池モジュールに係り、特に、組電池を収容する組電池室とセルコントローラを収容する制御室とに区分けされた外装ケースを備えた電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車用電池モジュールには、リチウム酸化物等を主要構成材料とした高性能、高容量のバッテリセルが複数個用いられている。このようなバッテリセルは、一般に、電極が正極、負極共に活物質が金属箔に塗着された帯状であり、正極、負極が直接接触しないようにセパレータを挟んで断面が渦巻状に捲回された捲回式の柱状構造が採られている。電気自動車用のバッテリセルは、充放電時の発熱量が比較的大きく、かつ、バッテリ性能の温度依存性もあるため、バッテリセルの所定性能を確保するために冷却性能を高める必要がある。
【０００３】
バッテリセルの冷却性能を高めるために、例えば特開平第７−４７８９２号公報には、バッテリセルを円柱状に形成し、このバッテリセルを熱伝導率の高い材料からなる２枚のプレートで上下方向から挟み込み、該プレートを介して車体に固定することによって上下プレート間に通風路を形成した技術が開示されている。この技術によれば、バッテリの中空部とプレートとの間の通風路に空気が流通し得るので、バッテリセルの冷却を行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平第７−４７８９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の技術では、上下２枚のプレート間に通風路を形成しているので、通風路が狭いことから熱がこもり易く、また、前後にバッテリセルを配置した場合にはそれぞれのバッテリセルに冷却ムラを生じてしまう、という問題がある。
【０００６】
また、バッテリセルが上下２枚のプレート間で軸方向にずれ易く、これを防止するために緩衝材（防振材）を介して挟んでいるので、通風路が更に狭くなり、冷却性が悪化してしまう、という問題がある。更に、緩衝材を挟み込み固定しているので、組立作業性が悪く、取り扱いが困難であった。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑み、冷却性に優れると共にバッテリセルを確実に固定することができ、組立作業性を向上させることができる電池モジュールを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、組電池を収容する組電池室とセルコントローラを収容する制御室とに区分けされた外装ケースを備えた電池モジュールであって、前記外装ケースは、背面の両端部に電動ファンが配設されており、上下面に通風口が形成されている。本発明では、外装ケースが組電池室と制御室とに区分けされているので、組電池を構成する各単電池の電圧をセルコントローラに導出するリード類を組電池室内で束状に集約することで、組電池室内での煩雑な配線作業やセルコントローラ上での短絡がなくなり作業性、安全性が向上し、外装ケースの背面の両端部に電動ファンが配設されているので、左右方向で均等な内気（外装ケース内部の空気）の導排出が可能となり、制御室でのセルコントローラ以外の余剰空間の利用により体積効率が向上すると共に、外装ケース上下面に通風口が形成されているので、上下方向から冷却風を導排出して各単電池を冷却することができる。
【０００９】
本発明において、外装ケースの中央部の開口面積が両端部の開口面積より大きくなるように通風口を形成すれば、中心部の熱が蓄積される単電池と他のそれとをほぼ均等に冷却することができる。また、電動ファンを、両方とも内気排出用ファンとすれば、動力源のモータを小出力のものとすることができ、外装ケース内に蓄積した熱気を効率よく放出することができる。また、組電池室の側面内側に、電動ファンによって排出される内気の通風経路を形成すれば、冷却風の流路を収束させてから電動ファンまで直進させ圧力損失を少なくすることができると共に、通風経路となる側面部を別部品化することで、電池の組込み後での作業とすることができ作業性が向上する。更に、背面の中央部にセルコントローラを配置すれば、各単電池から電圧を検出するためのリードを中心から両側面方向に分配させてセルコントローラに接続することができ、外装ケースの空間を有効に利用できると共に、組電池室とは別に配置されるため、電池組込み後の作業が可能で、電池の組込み時における短絡や感電などの危険性が減少して安全性が向上する。また、組電池室の前面に単電池間の接続ブスバが位置するように複数の単電池を配列すれば、各単電池を電気的に接続する接続ブスバの接続面を正面に揃えて単電池を配列することで、各単電池を電気的に接続する作業が単電池を配置、固定した後で行えるため安全性を向上させることができる。そして、組電池室は、上面及び底面のみに通気口が形成されているようにすれば、発熱している内気だけを排出することができ効率がよく、単電池同士が接続されている前面部や、セルコントローラが配置されている背面部にはチリやゴミの流入を防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を電気自動車搭載用の電池モジュールに適用した実施の形態について説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の電池モジュール１は、ケーシングとなる外装ケースを備えている。外装ケースは、上面及び背面を覆う外装ケース上蓋２、底面を覆う外装ケース下蓋３、側面を覆うサイドルーバ１１及び前面を覆うエンドプレート９で構成されている。外装ケース上蓋２、外装ケース下蓋３及びサイドルーバ１１には金属加工品が用いられており、エンドプレート９には樹脂加工品が用いられている。
【００１２】
図４及び図５に示すように、外装ケース内には、単電池４を直列接続した組電池３０が収容されている。単電池４には、リチウム二次電池が用いられており、発熱膨張時の耐圧性を高めるために円柱状の形状とされている。リチウム二次電池は、一般に、マンガン酸リチウム等の正極活物質をアルミニウム箔に塗着した帯状の正極と、非晶質炭素等の負極活物質を銅箔に塗着した帯状の負極とを、これら両極が直接接触しないようにセパレータを挟んで軸芯の回りに断面渦巻状に捲回した捲回群を有しており、熱伝導性の良い円筒状の電池容器内に収容され、電解液注液後封口され、初充電することで二次電池としての機能が付与されている。
【００１３】
図２に示すように、組電池３０は、２個又は３個の単電池４を直列かつ直線的に接続することにより構成されている。すなわち、各単電池４の両側端部にはネジ穴が形成された端子１５が突設されており、このネジ穴にネジ山が刻設された電池間ネジ１３で圧着丸端子１４を介して螺着することで単電池４が電気的、機械的に接続されている。圧着丸端子１４の先端部には単電池４の電圧を検出するための電圧検出リードが接続されており、電圧検出リードの他端は後述するコネクタまで導出されている。また、組電池３０の外周面は、電気的絶縁性及び熱シュリンク性を有する図示を省略した樹脂製の外装チューブで被覆されている。なお、外装チューブには、上述した電圧検出リードを導出可能なように開口が形成されている。
【００１４】
図３に示すように、外装ケース下蓋３は、上方に組電池３０を収容するための組電池室底板部１７と、上方にセルコントローラを収容するための制御室底板部１８とが略垂直方向に立ち上がる段差部１９によって区分されている。組電池室底板部１７には、冷却風を導入するための通風口２０が形成されている。通風口２０は、組電池室底板部１７の中心部から側端部方向への距離に応じて徐々に開口面積が小さくなるように形成されている。なお、制御板底板部１８には、このような通風口は形成されていない。
【００１５】
また、外装ケース下蓋３の両側端には、外装ケース下蓋３の構造強度を増加させるために、上方に立ち上がったフランジング２１が形成されている。このフランジング２１の部分に図示しないパッキンが取り付けられ、後述するように、サイドルーバ１１で覆うことで内気の流通経路が確保されている（図６参照）。更に、組電池室底板部１７と制御室底板部１８とを隔てる段差部１９にはその段差形状に沿って板材２２の溶接で補強されており、後述するホルダを配置する箇所には両側面までビーディング２３による補強がなされている。また、外装ケース下蓋３の前面には、ホルダのネジ止め個所に対応する部分をネジで固定するための突起２４が突設されている。
【００１６】
図４に示すように、組電池３０は、組電池室底板部１７の上部空間となる組電池室内で、樹脂加工品で複数の半円状溝が形成されたホルダＡ５、Ｂ６、Ｃ７、Ｄ８、及び、組電池３０の数と同一数の円状の貫通穴が形成され組電池３０の前面側の単電池４を抱持するエンドプレート９により遊動しないように固定されている。すなわち、ホルダＡ５、Ｂ６は、組電池３０を構成する単電池４間に配置されており上下方向から２個の単電池４を挟むように固定しており、ホルダＣ７は背面側が段差部１９に接触するように配置され、ホルダＤ８と共に、上下方向から組電池３０の背面側端部の遊動を防止している。なお、ホルダＣ７、Ｄ８の長手方向と交差する方向の幅は、ホルダＡ５、Ｂ６の幅の１／２より若干小さく形成されている。また、エンドプレート９の貫通穴には、組電池３０の正面側に配置された単電池４の端部が挿入されており、組電池３０の遊動が防止されている（図５参照）。
【００１７】
図５に示すように、組電池３０の端子間は、エンドプレート９の前面側で電池間接続ブスバ２５により接続されている。また、組電池３０の背面側端部でも同様に電池間接続ブスバ２５により接続されており、組電池３０全体が直列に接続されている。制御室底板部１８の上部空間となる制御室には、セルコントローラ２６を収容した薄板状のセルコントローラボックス１２がネジ止めにより立設されている。セルコントローラボックス１２は、外装ケース下蓋３の長手方向中央に固定されている。また、セルコントローラボックス１２は、冷却風に混入されたゴミ等の異物の侵入を防止すると共に組電池室と制御室とを仕切る仕切板と一体化されており、仕切板はセルコントローラボックス１２自体より若干高いサイズとされている。各単電池４の両端から導出されている電圧検出リード２７は組電池室内で集約されてコネクタを介してセルコントローラ２６と接続されている。セルコントローラボックス１２の左右には、制御室への空気の流れを遮る内部ルーバ１０が立設されている。
【００１８】
図６に示すように、外装ケース上蓋２の上面には、組電池室に対応する部分に、冷却風を排出するための通風口２０が形成されている。通風口２０は、外装ケース下蓋３と同様に、中心部から側端部方向への距離に応じて徐々に開口面積が小さくなるように形成されている。外装ケース上蓋２の背面の両端部には、共に組電池室内の内気を電池モジュール１の外部に排出する電動ファン２８が固定されている。電動ファン２８は、内部ルーバ１０に対峙する位置に配置され、背面側に延出された内部ルーバ１０の仕切により制御室内からの内気を排出しない構造とされている。電池モジュール１の両側面にはサイドルーバ１１が固定されている。サイドルーバ１１には略矩形状の絞り加工が施されており、サイドルーバ１１と組電池室との間には内気を排出するための通風経路が形成されている。
【００１９】
次に、本実施形態の電池モジュールの組立手順について説明する。
【００２０】
図４に示すように、外装ケース下蓋３にホルダＡ５、Ｃ７を配置してタッピングネジで固定し、予め３個の単電池４を直列接続しておいた組電池３０を配置し、ホルダＢ６、Ｄ８を被せてまた配置する。その後、ホルダＢ６、Ｄ８を被せ２個の単電池４を直列接続した組電池を配置し、ホルダＡ５を再度配置する。このとき、ホルダＡ５と組電池３０とは接着剤等で接着する。そして、エンドプレート９を正面側の各単電池４の端子１５が突き抜けるように配置し外装ケース下蓋３とネジ締結して固定する。その後、各組電池３０間を電池間接続ブスバ２５で接続する。
【００２１】
図５に示すように、セルコントローラ２６を予め固定したセルコントローラボックス１２を外装ケース下蓋３の制御室底板部１８の中央に配置し、タッピングネジで固定する。セルコントローラボックス１２の左右に内部ルーバ１０を配し制御室底板部１８への内気の流れを遮らせる。各単電池４から導出されている電圧検出リード２７をコネクタに集約し、セルコントローラ２６と接続させる。以上の作業で電気的な接続は終了する。
【００２２】
図６に示すように、電動ファン２８を取り付けた外装ケース上蓋２を被せ、側面と上面からネジ固定し、サイドルーバ１１を両側面に固定して全組立作業が終了する。
【００２３】
次に、本実施形態の電池モジュール１の作用等について説明する。
【００２４】
本実施形態の電池モジュール１では、外装ケースが、組電池３０を収容する組電池室と、セルコントローラ２６を収容する制御室とに区分けされており、外装ケース上蓋２と外装ケース下蓋３とに通風口２０が夫々形成されている。このため、各単電池４の電圧をセルコントローラ２６に伝えるリード類を組電池室内で集約し、束状で制御室まで配線することができる。従って、組電池室内での煩雑な取り付け作業を行うことなく配線作業ができ、かつ、セルコントローラ２６上での短絡がなくなり作業性、安全性が向上する。
【００２５】
また、本実施形態の電池モジュール１では、外装ケースの背面両端部、すなわち、制御室の両端部に内気導排出用の電動ファン２８を配置することによって、制御室でのセルコントローラ２６以外の余剰空間を利用し体積効率を向上させ、電動ファン２８を夫々の両端に配置することで、左右からの均等な導排出が可能となる。更に、外装ケース上蓋２と外装ケース下蓋３とに通風口２０を形成することによって、各単電池４に対して上下方向から冷却風を導排出し冷却している。中央部と両端部との開口面積を、中央部を大きくすることで中央部の最も熱が溜まる単電池４と他のそれとを均等に冷却することができる。また、電動ファン２８が内気排出用とすることで、外装ケース内に溜まった熱気を外部に効率よく放出することができる。つまり、外気を導入する方式であれば、電動ファン２８と通風口２０との距離が離れているため、外装ケース内部の単電池４の隅々にまで冷却風を流し込むための大出力のモータが必要となり、モータ自体の発熱も考慮しなければならないが、内気排出用ファンで内気を僅かに排出することで、排出された内気量だけ通風口２０から冷却風が導入されるため、排気側となる外装ケース上蓋２の通風口２０の開口面積を調整することで冷却の均一化が可能となる。
【００２６】
更に、本実施形態の電池モジュール１では、外装ケース側面側に通風経路を有することで、冷却風の流路を収束させてから電動ファン２８まで直進させることができ、圧力損失も少なくすることができる。また、通風経路となるべき側面部をサイドルーバ１１として別部品化することで、電池の組込み後での作業とすることができ作業性が向上する。
【００２７】
また、本実施形態の電池モジュール１では、制御室の中央にセルコントローラ２６を配置することによって、各単電池４から電圧を検出するためのリード類を中心から両側面方向に分配させてセルコントローラ２６に接続することができ、組電池室内の空間を有効に利用できる。更に、制御室が組電池室とは別であるため、電池組込み後の作業が可能であり、電池の組込み時における短絡や感電などの危険性が減少して安全性が向上する。また、電池間接続ブスバ２５の接続面を正面に揃えるために単電池を配列させている。このため、各単電池４を電気的に接続する作業が電池を配置、固定した後で行え安全性が向上している。
【００２８】
そして、本実施形態の電池モジュール１では、冷却風の通風口２０を組電池室の上面及び底面のみに配置することによって、発熱している内気だけを排出することができ効率がよく、単電池４同士が接続されたエンドプレート９の前面側や制御室にゴミ等の異物の侵入を防止することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、外装ケースの構成部品に一部金属加工品を用いる例を示したが、全部を樹脂加工品とするようにしてもよい。このようにすれば、電池モジュール１の外装ケースの導電性により、例えばエンジンルームに配置される他の製品の短絡等を未然に防止することができる。また、サイドルーバ１１に絞り加工を施した例を示したが、樹脂成型品を用いることでコストを低減することも可能である。
【００３０】
更に、本実施形態では、通風口２０の数を多くすることで外装ケース上蓋２及び外装ケース下蓋３の開口面積を大きくする例を示したが、通風口２０自体の大きさを大きくするようにしてもよい。しかしながら、本実施形態のように電気自動車搭載用の電池モジュールでは、エンジンルーム等に電池モジュールが搭載される場合等を考慮し、エンジンルーム内の突起等で電池モジュール内が損傷したり短絡することがないような通風口の大きさとすることが好ましい。
【００３１】
そして、本実施形態では、エンドプレート９の接続配線が裸のままの例を示したが、エンドプレート９の前面を覆う化粧カバー等を更に備えるようにしてもよい。このようにすれば、電池モジュール１の電気自動車等への取付時の安全性も確保される。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外装ケースが組電池室と制御室とに区分けされているので、組電池を構成する各単電池の電圧をセルコントローラに導出するリード類を組電池室内で束状に集約することで、組電池室内での煩雑な配線作業やセルコントローラ上での短絡がなくなり作業性、安全性が向上し、外装ケースの背面の両端部に電動ファンが配設されているので、左右方向で均等な内気の導排出が可能となり、制御室でのセルコントローラ以外の余剰空間の利用により体積効率が向上すると共に、外装ケース上下面に通風口が形成されているので、上下方向から冷却風を導排出して各単電池を冷却することができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能な実施形態の電池モジュールの外観斜視図である。
【図２】実施形態の電池モジュールに収容される組電池の斜視図である。
【図３】電池モジュールの外装ケース下蓋の斜視図である。
【図４】電池モジュールの組電池室への組電池の組込み状態を示す斜視図である。
【図５】電池モジュールの制御室へのセルコントローラーボックスの組込み状態を示す斜視図である。
【図６】電池モジュールの最終組立て状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 電池モジュール
２ 外装ケース上蓋（外装ケースの一部）
３ 外装ケース下蓋（外装ケースの一部）
９ エンドプレート（外装ケースの一部）
１１ サイドルーバ（外装ケースの一部）
２０ 通風口
２５ 電池間接続ブスバ（接続ブスバ）
２６ セルコントローラ
２８ 電動ファン
３０ 組電池[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery module, and more particularly, to a battery module having an outer case divided into an assembled battery room for housing an assembled battery and a control room for housing a cell controller.
[0002]
[Prior art]
In a battery module for an electric vehicle, a plurality of high-performance, high-capacity battery cells using lithium oxide or the like as a main constituent material are used. In general, such a battery cell has a positive electrode and a negative electrode in the form of a strip in which an active material is coated on a metal foil, and the positive electrode and the negative electrode are wound in a spiral shape with a separator interposed therebetween so as not to directly contact. It has a rolled columnar structure. A battery cell for an electric vehicle generates a relatively large amount of heat during charging and discharging, and also has a temperature dependence of battery performance. Therefore, it is necessary to enhance cooling performance in order to ensure predetermined performance of the battery cell.
[0003]
In order to improve the cooling performance of the battery cell, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-47892 discloses that the battery cell is formed in a columnar shape, and the battery cell is vertically formed by two plates made of a material having high thermal conductivity. There is disclosed a technology in which a ventilation path is formed between upper and lower plates by being sandwiched between the upper and lower plates and fixed to a vehicle body via the plates. According to this technique, since air can flow in the ventilation path between the hollow portion of the battery and the plate, the battery cells can be cooled.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-47892 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the technique disclosed in the above publication, the ventilation passage is formed between the upper and lower two plates, so that the ventilation passage is narrow, so that heat is easily trapped. There is a problem that cooling unevenness occurs in the cell.
[0006]
In addition, the battery cell is likely to be displaced in the axial direction between the upper and lower two plates, and is sandwiched between the upper and lower plates via a cushioning material (vibration isolating material). Problem. Further, since the cushioning material is sandwiched and fixed, assembling workability is poor and handling is difficult.
[0007]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a battery module that is excellent in cooling performance, can securely fix a battery cell, and can improve assembly workability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is a battery module including an outer case divided into an assembled battery room for housing an assembled battery and a control room for housing a cell controller, wherein the outer case has a rear surface. , Electric fans are disposed at both ends, and ventilation holes are formed on upper and lower surfaces. In the present invention, since the outer case is divided into the battery pack room and the control room, the leads for leading the voltage of each cell constituting the battery pack to the cell controller are collected in a bundle in the battery pack chamber. This eliminates complicated wiring work in the assembled battery room and short circuit on the cell controller, improving workability and safety.Electric fans are arranged at both ends on the back of the outer case, so that Uniform inside air (air inside the outer case) can be guided and discharged, and volume efficiency is improved by using extra space other than the cell controller in the control room, and ventilation holes are formed on the upper and lower surfaces of the outer case. In addition, each unit cell can be cooled by guiding and discharging cooling air from above and below.
[0009]
In the present invention, if the ventilation holes are formed such that the opening area of the central part of the outer case is larger than the opening areas of both ends, the unit cell in which the heat of the central part is accumulated and the other cells are cooled almost equally. be able to. In addition, if the electric fans are both inside air exhaust fans, the motor of the power source can have a small output, and the hot air accumulated in the outer case can be efficiently discharged. Further, if a ventilation path for the inside air discharged by the electric fan is formed inside the side surface of the battery pack chamber, the pressure loss can be reduced by converging the flow path of the cooling air and then proceeding straight to the electric fan, By forming the side portion serving as the ventilation path as a separate part, the operation can be performed after the battery is assembled, and the workability is improved. Furthermore, if the cell controller is arranged in the center of the back, the leads for detecting the voltage from each cell can be distributed from the center in both side directions and connected to the cell controller, and the space of the outer case can be effectively used. In addition, since the battery is installed separately from the battery pack chamber, work after battery installation is possible, and the danger such as short circuit or electric shock at the time of battery installation is reduced, and safety is improved. Also, if a plurality of cells are arranged such that the connection bus bars between the cells are located on the front of the battery pack chamber, the connection surfaces of the connection bus bars for electrically connecting the cells are aligned with the front, and the cells are assembled. By arranging the cells, the operation of electrically connecting the cells can be performed after the cells are arranged and fixed, so that safety can be improved. And, if the ventilation holes are formed only in the top and bottom surfaces, the battery pack chamber can discharge only the heated inside air efficiently, and the front part where the cells are connected to each other is efficient. In addition, it is possible to prevent dust and dust from flowing into the rear portion where the cell controller is disposed.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a battery module mounted on an electric vehicle will be described with reference to the drawings.
[0011]
As shown in FIG. 1, the battery module 1 of the present embodiment includes an outer case serving as a casing. The outer case includes an outer case upper cover 2 covering the upper surface and the rear surface, an outer case lower cover 3 covering the bottom surface, side louvers 11 covering the side surfaces, and an end plate 9 covering the front surface. A metal processed product is used for the outer case upper cover 2, the outer case lower cover 3, and the side louvers 11, and a resin processed product is used for the end plate 9.
[0012]
As shown in FIGS. 4 and 5, the assembled battery 30 in which the cells 4 are connected in series is housed in the outer case. A lithium secondary battery is used as the cell 4 and has a columnar shape in order to increase the pressure resistance during heat expansion. In general, a lithium secondary battery includes a band-shaped positive electrode in which a positive electrode active material such as lithium manganate is applied to an aluminum foil, and a band-shaped negative electrode in which a negative electrode active material such as amorphous carbon is applied to a copper foil, It has a winding group wound in a spiral shape in cross section around the axis with a separator interposed therebetween so that these two electrodes do not come into direct contact, and is housed in a cylindrical battery container having good heat conductivity, It is sealed after injection, and is charged for the first time to provide a function as a secondary battery.
[0013]
As shown in FIG. 2, the battery pack 30 is configured by connecting two or three unit cells 4 in series and linearly. That is, a terminal 15 having a screw hole is protruded from both side ends of each unit cell 4, and an inter-battery screw 13 having a screw thread formed in the screw hole via a crimped round terminal 14. The unit cells 4 are electrically and mechanically connected by screwing. A voltage detection lead for detecting the voltage of the cell 4 is connected to the tip of the crimped round terminal 14, and the other end of the voltage detection lead is led out to a connector described later. The outer peripheral surface of the battery pack 30 is covered with a resin outer tube (not shown) having electrical insulation and thermal shrink properties. Note that an opening is formed in the outer tube so that the above-described voltage detection lead can be led out.
[0014]
As shown in FIG. 3, the outer case lower cover 3 has an assembled battery chamber bottom plate portion 17 for housing the assembled battery 30 above and a control room bottom plate portion 18 for housing the cell controller above which are substantially vertical. It is divided by a step 19 rising in the direction. A ventilation port 20 for introducing cooling air is formed in the battery pack chamber bottom plate portion 17. The ventilation opening 20 is formed such that the opening area gradually decreases in accordance with the distance from the center of the battery pack chamber bottom plate portion 17 to the side end portion. The control plate bottom plate portion 18 is not provided with such a ventilation hole.
[0015]
Further, on both side ends of the outer case lower cover 3, in order to increase the structural strength of the outer case lower cover 3, flangings 21 rising upward are formed. A packing (not shown) is attached to the flanging 21 and, as described later, is covered with a side louver 11 to secure a circulation path for inside air (see FIG. 6). Further, a step portion 19 separating the battery pack room bottom plate portion 17 and the control room bottom plate portion 18 is reinforced by welding of a plate material 22 along the step shape, and a portion where a holder to be described later is disposed is extended to both side surfaces. Reinforcement by beading 23 is provided. In addition, a projection 24 is provided on the front surface of the outer case lower cover 3 for fixing a portion corresponding to a screwed portion of the holder with a screw.
[0016]
As shown in FIG. 4, the assembled battery 30 has holders A5, B6, C7, and D8 each of which has a plurality of semicircular grooves formed of a resin processed product in an assembled battery chamber serving as an upper space of the assembled battery chamber bottom plate portion 17. Also, the same number of circular through holes as the number of the assembled batteries 30 are formed, and are fixed so as not to move by the end plate 9 that holds the unit cells 4 on the front side of the assembled battery 30. That is, the holders A5 and B6 are arranged between the unit cells 4 constituting the assembled battery 30 and fixed so as to sandwich the two unit cells 4 from above and below. They are arranged so as to be in contact with each other and, together with the holder D8, prevent the back end of the battery pack 30 from floating from above and below. The width of the holders C7 and D8 in the direction intersecting with the longitudinal direction is formed to be slightly smaller than half the width of the holders A5 and B6. The end of the cell 4 arranged on the front side of the battery pack 30 is inserted into the through hole of the end plate 9 to prevent the battery pack 30 from floating (see FIG. 5).
[0017]
As shown in FIG. 5, the terminals of the assembled battery 30 are connected by an inter-cell connection bus bar 25 on the front side of the end plate 9. Similarly, the rear end of the battery pack 30 is also connected by the battery connection bus bar 25, and the whole battery pack 30 is connected in series. In the control room serving as an upper space of the control room bottom plate portion 18, a thin plate-shaped cell controller box 12 accommodating a cell controller 26 is erected by screws. The cell controller box 12 is fixed to the longitudinal center of the outer case lower cover 3. In addition, the cell controller box 12 is integrated with a partition plate that prevents foreign substances such as dust mixed in the cooling air from entering and that separates the assembled battery compartment and the control room from each other. It is slightly higher in size. Voltage detection leads 27 extending from both ends of each cell 4 are collected in the battery pack chamber and connected to a cell controller 26 via a connector. On the left and right sides of the cell controller box 12, internal louvers 10 that block the flow of air to the control room are provided upright.
[0018]
As shown in FIG. 6, on the upper surface of the outer case upper lid 2, a ventilation port 20 for discharging cooling air is formed at a portion corresponding to the battery pack chamber. Like the outer case lower cover 3, the ventilation opening 20 is formed such that the opening area gradually decreases according to the distance from the center to the side end. An electric fan 28 that discharges the inside air of the battery pack chamber to the outside of the battery module 1 is fixed to both ends on the back surface of the outer case upper lid 2. The electric fan 28 is disposed at a position facing the internal louver 10, and has a structure in which the internal air from the control room is not exhausted by a partition of the internal louver 10 extending to the rear side. Side louvers 11 are fixed to both side surfaces of the battery module 1. The side louvers 11 are subjected to a substantially rectangular drawing process, and a ventilation path for discharging inside air is formed between the side louvers 11 and the battery pack chamber.
[0019]
Next, the procedure for assembling the battery module of the present embodiment will be described.
[0020]
As shown in FIG. 4, holders A5 and C7 are arranged on the outer case lower cover 3 and fixed with tapping screws, and an assembled battery 30 in which three unit cells 4 are connected in series in advance is arranged. , D8. After that, the assembled battery in which the two unit cells 4 are connected in series with the holders B6 and D8 is arranged, and the holder A5 is arranged again. At this time, the holder A5 and the battery pack 30 are bonded with an adhesive or the like. Then, the end plate 9 is arranged so that the terminal 15 of each unit cell 4 on the front side can penetrate, and is fixed to the outer case lower lid 3 by screwing. After that, the assembled batteries 30 are connected by the inter-cell connection bus bar 25.
[0021]
As shown in FIG. 5, the cell controller box 12 to which the cell controller 26 is fixed in advance is disposed at the center of the control room bottom plate 18 of the outer case lower cover 3 and fixed with a tapping screw. The internal louvers 10 are arranged on the left and right sides of the cell controller box 12 to block the flow of inside air to the control room bottom plate 18. The voltage detection leads 27 derived from each cell 4 are collected in a connector and connected to the cell controller 26. With the above operation, the electrical connection is completed.
[0022]
As shown in FIG. 6, the outer case upper lid 2 to which the electric fan 28 is attached is covered, screws are fixed from the side and upper surfaces, and the side louvers 11 are fixed to both side surfaces, thereby completing the entire assembling work.
[0023]
Next, the operation and the like of the battery module 1 of the present embodiment will be described.
[0024]
In the battery module 1 of the present embodiment, the outer case is divided into an assembled battery room for housing the assembled battery 30 and a control room for housing the cell controller 26. The outer case upper cover 2, the outer case lower cover 3, Each has a ventilation port 20 formed therein. For this reason, the leads for transmitting the voltage of each cell 4 to the cell controller 26 can be collected in the battery pack room and wired to the control room in a bundle. Therefore, wiring work can be performed without performing complicated installation work in the assembled battery compartment, and short circuit on the cell controller 26 is eliminated, thereby improving workability and safety.
[0025]
Further, in the battery module 1 of the present embodiment, by disposing the electric fans 28 for conducting and discharging the inside air at both ends of the rear surface of the outer case, that is, at both ends of the control room, the extra parts other than the cell controller 26 in the control room are provided. By using the space to improve the volumetric efficiency and arranging the electric fans 28 at both ends, it becomes possible to conduct the air uniformly from the left and right. Furthermore, by forming ventilation holes 20 in the outer case upper cover 2 and the outer case lower cover 3, cooling air is guided and discharged from each cell 4 from above and below to cool the cells. By increasing the opening area between the central portion and both end portions of the central portion, it is possible to uniformly cool the unit cell 4 where the heat is most accumulated in the central portion and the other cells. Further, since the electric fan 28 is used to discharge inside air, the hot air accumulated in the outer case can be efficiently discharged to the outside. In other words, in the method of introducing outside air, since the distance between the electric fan 28 and the ventilation port 20 is large, a high-output motor for flowing cooling air to every corner of the cell 4 inside the outer case is required. It is necessary to consider the heat generation of the motor itself.However, since the inside air is discharged slightly by the inside air discharge fan, cooling air is introduced from the ventilation port 20 by the amount of the discharged inside air. By adjusting the opening area of the ventilation port 20 of the outer case upper cover 2, cooling can be made uniform.
[0026]
Further, in the battery module 1 of the present embodiment, by providing the ventilation path on the side of the outer case, the cooling air flow path can be converged and then proceed straight to the electric fan 28, and the pressure loss can be reduced. it can. In addition, by forming the side surface portion to be the ventilation path as a separate component as the side louver 11, the operation can be performed after the battery is assembled, and the workability is improved.
[0027]
In the battery module 1 of the present embodiment, the cell controller 26 is disposed in the center of the control room, so that the leads for detecting the voltage from each of the cells 4 are distributed from the center in both side directions from the center. 26, and the space in the battery pack room can be used effectively. Furthermore, since the control room is separate from the assembled battery room, work after the installation of the battery is possible, and the danger such as short circuit or electric shock at the time of installing the battery is reduced, and the safety is improved. In addition, the cells are arranged in order to align the connection surface of the battery connection bus bar 25 to the front. For this reason, the operation of electrically connecting the individual cells 4 can be performed after the batteries are arranged and fixed, thereby improving safety.
[0028]
In the battery module 1 of the present embodiment, by arranging the ventilation holes 20 for the cooling air only on the upper surface and the bottom surface of the battery pack chamber, it is possible to discharge only the heated inside air, thereby improving the efficiency of the unit cell. It is possible to prevent foreign matter such as dust from entering the front side of the end plate 9 to which the four members 4 are connected or the control room.
[0029]
Note that, in the present embodiment, an example in which a partly metal processed product is used as a component of the outer case has been described, but it may be entirely made of a resin processed product. By doing so, it is possible to prevent a short circuit or the like of another product disposed in the engine room, for example, due to the conductivity of the outer case of the battery module 1. Although the example in which the side louvers 11 are subjected to the drawing process has been described, the cost can be reduced by using a resin molded product.
[0030]
Furthermore, in the present embodiment, an example has been described in which the opening areas of the outer case upper cover 2 and the outer case lower cover 3 are increased by increasing the number of ventilation holes 20, but the size of the ventilation holes 20 themselves may be increased. It may be. However, in the battery module mounted on an electric vehicle as in the present embodiment, in consideration of the case where the battery module is mounted in an engine room or the like, the battery module may be damaged or short-circuited by a protrusion or the like in the engine room. It is preferable that the size of the ventilation opening is such that there is no gap.
[0031]
In the present embodiment, an example is shown in which the connection wiring of the end plate 9 is bare, but a decorative cover or the like that covers the front surface of the end plate 9 may be further provided. In this way, safety when the battery module 1 is attached to an electric vehicle or the like is also ensured.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the outer case is divided into the battery pack chamber and the control chamber, the leads for leading the voltage of each cell constituting the battery pack to the cell controller are used as the battery pack. Consolidating in a bundle inside the room eliminates complicated wiring work in the battery pack room and short circuit on the cell controller, improves workability and safety, and arranges electric fans at both ends on the back of the outer case As a result, the inside air can be uniformly guided and discharged in the left-right direction, the volume efficiency is improved by using the extra space other than the cell controller in the control room, and ventilation holes are formed on the upper and lower surfaces of the outer case. Therefore, it is possible to obtain an effect that each unit cell can be cooled by guiding and discharging the cooling air from above and below.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a battery module according to an embodiment to which the present invention can be applied.
FIG. 2 is a perspective view of an assembled battery housed in the battery module of the embodiment.
FIG. 3 is a perspective view of a lower cover of an outer case of the battery module.
FIG. 4 is a perspective view showing an assembled state of the assembled battery in the assembled battery chamber of the battery module.
FIG. 5 is a perspective view showing a state where the cell controller box is installed in a control room of the battery module.
FIG. 6 is a perspective view showing a final assembled state of the battery module.
[Explanation of symbols]
1 Battery module 2 Outer case lid (part of outer case)
3 outer case lower lid (part of outer case)
9 End plate (part of outer case)
11 Side louvers (part of exterior case)
20 Ventilation port 25 Connection bus between batteries (connection bus bar)
26 cell controller 28 electric fan 30 assembled battery
