JP2006185670A - Battery outer packaging - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池要素を収納する電池外装体に関し、組電池に適した電池外装体に関する。 The present invention relates to a battery outer package that houses battery elements, and to a battery outer package suitable for an assembled battery.
複数の電池を所定の間隔に配列し、電池間に冷却風を流通させて、電池を冷却する組電池が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 There is known an assembled battery in which a plurality of batteries are arranged at predetermined intervals, and cooling air is circulated between the batteries to cool the batteries (see, for example, Patent Document 1).
このような組電池では、電池間に冷却風を流通させるために、電池間の距離を十分に確保する必要がある。電池間の隙間が小さいと、冷却風の流路入口が小さくなり、冷却効率が低下するからである。
しかし、電池間の距離を十分に確保すると、全方向に対して均等に流通抵抗が低下する。この結果、冷却風は冷却の必要がないところにも流れ込みやすく、効率良く電池を冷却できないという問題がある。 However, if a sufficient distance is secured between the batteries, the flow resistance is reduced evenly in all directions. As a result, there is a problem that the cooling air easily flows into a place where cooling is not necessary, and the battery cannot be efficiently cooled.
別体のガイド板を設けて、冷却風の経路を制御することによって、上記問題を解決できる。しかし、別体のガイド板を設けるのでは、質量やコストの増大という新たな問題を招いてしまう。 The above problem can be solved by providing a separate guide plate and controlling the path of the cooling air. However, if a separate guide plate is provided, a new problem of an increase in mass and cost is caused.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、質量やコストを増大することなく、冷却風などの冷却媒体による効率の良い冷却を達成できる電池外装体を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the battery exterior body which can achieve the efficient cooling by cooling media, such as cooling air, without increasing mass and cost.
(1)本発明の電池外装体は、組電池を構成するために、内部に電池要素を収納して、冷却媒体が流通する通路をなす隙間を隔てて複数個が配列される略直方体の電池外装体であって、前記隙間に臨む基面と、前記基面の前記冷却媒体の流通方向に直交する端部に、該基面の一部として形成され、前記隙間を介して対向する他の電池と共に前記冷却媒体の流入口を形成する流入部と、前記基面の前記冷却媒体の流通方向に平行な端部に、該基面の一部として形成される側端部と、を有し、前記流入部は、前記基面の外側に向かうほど、前記他の電池の表面までの距離が大きく、かつ、末端における前記他の電池の表面までの距離が、前記側端部の末端における前記他の電池の表面までの距離に比べて大きいことを特徴とする。 (1) The battery outer body of the present invention is a substantially rectangular parallelepiped battery in which a plurality of elements are arranged with a gap forming a passage through which a cooling medium flows in order to constitute an assembled battery. Another exterior body, which is formed as a part of the base surface at a base surface facing the gap and an end portion of the base surface perpendicular to the flow direction of the cooling medium, and is opposed to the base surface through the gap. An inflow portion that forms an inflow port for the cooling medium together with the battery, and a side end portion formed as a part of the base surface at an end portion of the base surface parallel to the flow direction of the cooling medium. The inflow portion has a larger distance to the surface of the other battery, and the distance to the surface of the other battery at the end is larger at the end of the side end portion as it goes to the outside of the base surface. It is characterized by being larger than the distance to the surface of another battery.
(2)本発明の電池外装体は、略矩形の基面と、前記基面の外周縁に対して略垂直に伸びる側面と、前記基面の一部として形成され、前記基面と前記側面とを接続する境界面と、を有し、内部に電池要素を収納可能な電池外装体であって、対向する一組の前記境界面の曲率が、他の対向する一組の前記境界面の曲率よりも大きいことを特徴とする電池外装体。 (2) The battery exterior body of the present invention is formed as a substantially rectangular base surface, a side surface extending substantially perpendicular to the outer peripheral edge of the base surface, and a part of the base surface, and the base surface and the side surface A battery exterior body that can house a battery element therein, and the curvature of one set of the opposing boundary surfaces is that of the other set of opposing boundary surfaces. A battery outer body characterized by being larger than a curvature.
上記(1)の本発明の電池外装体によれば、流入部は、末端における他の電池の表面までの距離が、側端部の末端における他の電池の表面までの距離に比べて大きいので、流入部近傍における流通抵抗が小さく、容易に冷却媒体を電池間に誘導できる。一方、側端部近傍における流通抵抗は大きいので、電池間の冷却媒体は、不必要なところに流れ込まない。当初の冷却媒体の流通方向に従って、冷却媒体を流通させられる。 According to the battery outer casing of the present invention of (1) above, the inflow portion has a distance to the surface of another battery at the end is larger than the distance to the surface of the other battery at the end of the side end. The flow resistance in the vicinity of the inflow portion is small, and the cooling medium can be easily guided between the batteries. On the other hand, since the flow resistance in the vicinity of the side end portion is large, the cooling medium between the batteries does not flow into an unnecessary place. The cooling medium can be circulated according to the original direction of the cooling medium distribution.
また、流入部と側端部とが基面の一部として形成されているので、冷却媒体の流れを制御するために別部品を設ける必要がなく、質量およびコストの増大を防止できる。 In addition, since the inflow portion and the side end portion are formed as part of the base surface, it is not necessary to provide separate parts for controlling the flow of the cooling medium, and an increase in mass and cost can be prevented.
上記(2)の本発明の電池外装体によれば、対向する一組の前記境界面の曲率が、他の対向する一組の前記境界面の曲率よりも大きいので、冷却媒体が流通する隙間を隔てて複数個の電池を配列し、電池間に冷却媒体を流せば、曲率が大きい境界面近傍の方が流通抵抗が小さいので、曲率が大きい境界面同士を結ぶ流路が形成される。したがって、電池表面に効率よく冷却媒体を流通させられる。 According to the battery exterior body of the present invention of (2) above, the curvature of the pair of facing boundary surfaces is larger than the curvature of the other pair of facing boundary surfaces, so that the gap through which the cooling medium flows If a plurality of batteries are arranged with a gap therebetween and a cooling medium is caused to flow between the batteries, the flow resistance connecting the boundary surfaces having a large curvature is formed because the flow resistance is smaller in the vicinity of the boundary surface having a large curvature. Therefore, the cooling medium can be efficiently distributed on the battery surface.
また、電池外装体の一部として、境界面が形成されているので、冷却媒体の流れを制御するために別部品を設ける必要がなく、質量およびコストの増大を防止できる。 In addition, since the boundary surface is formed as a part of the battery outer package, it is not necessary to provide separate parts for controlling the flow of the cooling medium, and an increase in mass and cost can be prevented.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施形態に係る電池外装体は、電池モジュール(電池)の外装を形成する筐体である。最初に、電池外装体を含めて電池モジュールの概略について説明する。 The battery exterior body according to the present embodiment is a housing that forms the exterior of a battery module (battery). First, an outline of the battery module including the battery outer package will be described.
図1は組電池を組み立てる際の単位ユニットである電池モジュールの一例を示す斜視図、図2は図1に示される電池モジュールを上下反転し、さらに分解して示す斜視図、図3は扁平型電池を示す斜視図である。 1 is a perspective view showing an example of a battery module that is a unit unit when assembling a battery pack, FIG. 2 is a perspective view showing the battery module shown in FIG. 1 turned upside down and disassembled, and FIG. 3 is a flat type It is a perspective view which shows a battery.
図1および図2に示すように、電池モジュール10は、セルユニット(電池要素)20と、該セルユニット20を収納する電池外装体30とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
セルユニット20は、図3に示すような正極板、負極板、セパレータを積層した積層体と電解液とからなる発電要素を、ラミネートフィルムなどの外装内に封止すると共に、正極端子および負極端子としての電極タブ41、42を外部に導出した扁平型電池40を複数枚(図2に示す例では8枚)正負極を交互に積層して直列に接続してなる。セルユニット20は、各扁平型電池40から延びる電極タブ41、42を保持する絶縁スペーサ21と、正負の出力端子22、23とを含む。絶縁スペーサ21には、電圧検出端子に接続されるコネクタを差し込む差込口24が設けられている。この差込口24は、セルユニット20を電池外装体内に収納したときにも電池外装体30から露出される。正負の出力端子22、23も、電池外装体30から露出される。
The
電池外装体30は、一面が開口した容器31と、該容器31の開口を閉じる蓋体32とを有する。
The battery exterior body 30 includes a
容器31は、略矩形の基面33と、該基面33の外周縁から略垂直に伸びる側面34とを含む。側面34には、セルユニット20収納時に、上記差込口24や正負の出力端子22、23を露出するための切り欠き部34a、34b、34cが設けられている。
The
蓋体32は、縁部がカシメ加工によって、容器31の側面34に巻き締められている(図1拡大図参照)。カシメ加工なので、蓋体32と容器31とを接合する接合部35は、容器31の側面34に沿って突出する。
The
容器31および蓋体32は、比較的薄肉の鋼板またはアルミニウム板から形成され、プレス加工によって所定形状が付与されている。
The
セルユニット20の収納時には、セルユニット20の絶縁スペーサ21に設けられた貫通孔25と、基面33および蓋体32に設けられた孔36との位置が一致する。
When the
電池モジュール10を複数個、縦に積層および横に配列することによって、組電池50が構成される。
An assembled
図4は、組電池の概略構成を示す斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of the assembled battery.
図4に示す組電池50おいては、蓋体32を下に向けた状態で電池モジュール10を積層および配列している。図中では、電池モジュール10を3段積層し、4列配列している。
In the assembled
各電池モジュール10は、各電池モジュール間にスペーサ(不図示)を設けて積層されると共に通しボルト51が貫通されて、固定される。これにより、電池モジュール10間に、隙間が形成される。この隙間は、後述する冷却媒体の通路となる。
Each
通しボルト51は、拘束板52にも挿通されている。各電池モジュール10は、拘束板52により平面方向に固定される。電池モジュール10同士は、正負の出力端子22、23を図示しない導電性の板により接続されて、電気的に接続される。
The
組電池50は、使用時に発熱する。高温になりすぎると電池性能を低下してしまうので、組電池50をたとえば車両に搭載する際には、冷却構造内に配置され、冷却されている。
The assembled
図5は、組電池を冷却する冷却構造の一例を示す平面図である。 FIG. 5 is a plan view showing an example of a cooling structure for cooling the assembled battery.
組電池50の周囲には、冷却媒体を流通させるための経路が形成されている。ここでは、冷却媒体として空気が用いられる。ただし、冷却媒体は空気に限定されるものではない。冷却液等を流通させることもできる。
A path for circulating the cooling medium is formed around the assembled
経路61、62は、組電池50の両側に設けられている。冷却風は、図中矢印で示すように、経路61から流入され、組電池50を通り抜けて、反対側の経路62から排出される。冷却風は、組電池50を構成する電池モジュール10間の隙間を通り抜ける。
The
本実施形態では、電池モジュール10の筐体である電池外装体30の形状を工夫することにより、冷却風の流通、特に、積層される電池モジュール間の冷却風の流通を制御することを特徴とする。したがって、以下では、電池モジュール10間を通り抜ける冷却風に注目して、図6〜図8を参照して、電池外装体30の形状的特徴を説明する。なお、図7および図8では、理解の容易のため、電池モジュール10のうち、電池外装体30のみを示し、扁平型電池40などの他の構成は省略している。
The present embodiment is characterized by controlling the flow of cooling air, in particular, the flow of cooling air between stacked battery modules, by devising the shape of the battery outer body 30 that is the casing of the
図6は電池モジュール上を冷却風が流通する様子を示す平面図、図7は図6に示す電池モジュールの7−7線に沿った電池外装体の断面図、図8は図6に示す電池モジュールの8−8線に沿った電池外装体の断面図である。 FIG. 6 is a plan view showing how cooling air flows through the battery module, FIG. 7 is a cross-sectional view of the battery outer package taken along line 7-7 of the battery module shown in FIG. 6, and FIG. 8 is the battery shown in FIG. It is sectional drawing of the battery exterior body along line 8-8 of a module.
図6に白抜き矢印で示すように、冷却風が電池モジュール10と、図示しない上層の電池モジュール10との間を流通する。
As indicated by white arrows in FIG. 6, the cooling air flows between the
電池モジュール10の電池外装体30は、図7に示すように、基面33の冷却風の流通方向に直交する端部に、基面33の一部として流入部37および流出部38が形成されている。流入部37および流出部38は、下層の電池モジュール10bの蓋体32bと共に、冷却媒体の流入口63および流出口64を形成する。
As shown in FIG. 7, in the battery outer package 30 of the
流入部37および流出部38は、基面33の外側に向かうほど、蓋体32bとの距離が大きくなるように、曲面として形成されている。流入部37および流出部38の冷却風の流通方向の曲率を参照番号R1として示す。
The
また、電池モジュール10の電池外装体30は、図8に示すように、基面33の冷却風の流通方向に平行な端部に、基面33の一部として側端部39が形成されている。側端部39は、基面33の外側に向かうほど、下層の電池モジュール10bの蓋体32bとの距離が大きくなるように、曲面に形成されている。側端部39の冷却風の流通方向に直交する方向の曲率を参照番号R2として示す。
Further, as shown in FIG. 8, the battery outer body 30 of the
上記の流入部37および流出部38の曲率R1は、側端部39の曲率R2よりも大きい。したがって、流入部37および流出部38の末端から他の電池モジュール10までの距離が、側端部39近傍の末端から他の電池モジュール10までの距離よりも大きくなる。したがって、流入口63および流出口64の方が、側端部39近傍よりも冷却媒体の流通抵抗が小さくなる。
The curvature R1 of the
特に、電池モジュール10には、上述したように、蓋体32と容器31との接合部35が、電池モジュール10間の隙間を塞ぐように突出している。したがって、側端部39近傍においては、接合部35により、電池モジュール10間の隙間が塞がれる。一方、流入部37および流出部38近傍では、大きな曲率R1により、接合部35の突出にかからず、流入口63および流出口64が塞がれない。これにより、側端部39近傍から冷却風が漏れることなく、流入口63から流出口64に向かう冷却媒体の流通経路が形成される。
In particular, as described above, in the
以上のように、本実施形態の電池外装体30によれば、流入部37および流出部38の曲率R1が、側端部39の曲率R2よりも大きい。したがって、側端部39近傍が電池外装体30の接合部35により塞がれても、流入口63および流出口64は塞がれないので、電池モジュール10間の冷却媒体は、不必要なところに流れ込まない。当初の冷却媒体の流通方向に従って、冷却媒体を流通させられる。
As described above, according to the battery exterior body 30 of the present embodiment, the curvature R1 of the
また、流入部37と側端部39とが基面33の一部として形成されているので、冷却媒体の流れを制御するために別部品を設ける必要がなく、質量およびコストの増大を防止できる。
Further, since the
さらに、電池外装体30の接合部35が電池モジュール10の積層方向に突出していても、流入部37および流出部38の大きな曲率R1により、流入口63および流出口64は塞がれない。したがって、冷却風を電池モジュール10間に流通させるために、電池モジュール10間の間隔を広げる必要がなく、結果として、組電池50を小型化でき、体積効率を向上できる。
Furthermore, even if the
加えて、上記電池外装体30によれば、容器31と蓋体32が巻き締めにより接合されている。したがって、接合時に高熱が発生せず、内部の扁平型電池40等に影響を与えることなく、容易に接合できる。
In addition, according to the battery exterior body 30, the
また、上記電池外装体30によれば、電極タブ41、42が流入部37および流出部38に向かって延びるように、セルユニット20が内部に収納される。セルユニット20において、扁平型電池40の本体部分では厚さを調整できないが、電極タブ41、42の部分では電極タブ41、42間の距離を縮めることにより厚さを調整できる。したがって、流入部37および流出部38の大きな曲率R1により、該当する部分の収納体積が小さくても、セルユニット20の電極タブ41、42間の距離を調節して全体として薄くすることにより、電池外装体30全体の厚さを大きくせずに、セルユニット20を収納できる。結果として、電池モジュール10の大型化を防止できる。
Further, according to the battery exterior body 30, the
なお、上記実施形態では、流入部37と流出部38とを曲面に形成している。しかし、これに限定されない。流入部37および流出部38は、基面33の外側に向かって流入口63および流出口64を広げるようにテーパー状に形成されてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、流入部37と流出部38の曲率R1を側端部39の曲率R2よりも大きくすることによって、冷却風の通路を制御し、効率よく電池モジュール10を冷却している。しかし、これに限定されない。たとえば、電池モジュール10の接合部35の長さを調整して、同様の作用が得られる。この場合、冷却風の流通方向に直交する接合部35の長さを短くし、流通方向に平行な接合部35の長さを長くする。これにより、電池モジュール10の流入口63および流出口64が開口され、側端部39が閉じられる。したがって、冷却風の流通方向を制御できる。
Moreover, in the said embodiment, by making the curvature R1 of the
また、上記実施形態では、流入部37と流出部38の曲率R1を等しく形成している。しかし、これに限定されない。突出する接合部35に完全に塞がれなければ、流入部37および流出部38は、異なる曲率に形成されてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the curvature R1 of the
10…電池モジュール、
20…セルユニット、
21…絶縁スペーサ、
22…出力端子、
24…差込口、
25…貫通孔、
30…電池外装体、
31…容器、
32…蓋体、
33…基面、
34…側面、
35…接合部、
36…孔、
37…流入部、
38…流出部、
39…側端部、
40…扁平型電池、
41、42…電極タブ、
50…組電池、
51…通しボルト、
52…拘束板、
61、62…経路、
63…流入口、
64…流出口。
10 ... Battery module,
20 ... Cell unit,
21 ... Insulating spacer,
22: Output terminal,
24 ...
25 ... through hole,
30 ... Battery exterior body,
31 ... container,
32 ... the lid,
33 ... the base,
34 ... side,
35 ... Junction part,
36 ... hole,
37 ... Inflow part,
38 ... outflow part,
39 ... side end,
40 ... flat battery,
41, 42 ... electrode tabs,
50 ... assembled battery,
51 ... through bolt,
52. Restraint plate,
61, 62 ... route,
63 ... Inlet,
64: Outlet.
Claims (7)
前記隙間に臨む基面と、
前記基面の前記冷却媒体の流通方向に直交する端部に、該基面の一部として形成され、前記隙間を介して対向する他の電池と共に前記冷却媒体の流入口を形成する流入部と、
前記基面の前記冷却媒体の流通方向に平行な端部に、該基面の一部として形成される側端部と、
を有し、
前記流入部は、前記基面の外側に向かうほど、前記他の電池の表面までの距離が大きく、かつ、末端における前記他の電池の表面までの距離が、前記側端部の末端における前記他の電池の表面までの距離に比べて大きいことを特徴とする電池外装体。 In order to constitute a battery pack, a battery element is housed therein, and a plurality of batteries are arranged across a gap that forms a passage through which a cooling medium flows.
A base surface facing the gap;
An inflow portion formed as a part of the base surface at an end of the base surface perpendicular to the flow direction of the cooling medium and forming an inlet of the cooling medium together with another battery facing through the gap; ,
A side end portion formed as a part of the base surface at an end portion of the base surface parallel to the flow direction of the cooling medium;
Have
The inflow portion has a larger distance to the surface of the other battery as it goes to the outside of the base surface, and the distance to the surface of the other battery at the end is the other at the end of the side end portion. A battery outer package characterized by being larger than the distance to the surface of the battery.
前記容器の開口を閉じる蓋体と、
をさらに有し、
前記容器と前記蓋体とは、前記容器の前記側面に沿って突出する接合部により接合される請求項1または請求項2に記載の電池外装体。 A side surface extending substantially perpendicularly from the outer peripheral edge of the base surface, and forming a container having one surface open with the base surface;
A lid for closing the opening of the container;
Further comprising
3. The battery outer package according to claim 1, wherein the container and the lid are joined by a joint that protrudes along the side surface of the container.
前記扁平型電池は、前記流入部に向かって電極が延びるように配置されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の電池外装体。 The battery element is formed by combining a plurality of flat batteries in which power generation elements are sealed,
The said flat type battery is a battery exterior body as described in any one of Claims 1-4 arrange | positioned so that an electrode may extend toward the said inflow part.
前記流出部は、前記基面の外側に向かうほど、前記他の電池の表面までの距離が大きく、かつ、末端における前記他の電池の表面までの距離が、前記側端部の末端における前記他の電池の表面までの距離に比べて大きい請求項1〜5のいずれか一項に記載の電池外装体。 An outflow portion that is formed as a part of the base surface at an end portion orthogonal to the flow direction of the cooling medium on the base surface, and forms an outlet of the cooling medium together with other batteries facing through the gap. In addition,
The outflow portion has a larger distance to the surface of the other battery as it goes to the outside of the base surface, and the distance to the surface of the other battery at the end is the other at the end of the side end portion. The battery outer package according to claim 1, which is larger than a distance to the surface of the battery.
前記基面の外周縁に対して略垂直に伸びる側面と、
前記基面の一部として形成され、前記基面と前記側面とを接続する境界面と、
を有し、内部に電池要素を収納可能な電池外装体であって、
対向する一組の前記境界面の曲率が、他の対向する一組の前記境界面の曲率よりも大きいことを特徴とする電池外装体。 A substantially rectangular base surface;
A side surface extending substantially perpendicular to the outer peripheral edge of the base surface;
A boundary surface formed as a part of the base surface and connecting the base surface and the side surface;
A battery exterior body that can accommodate battery elements therein,
A battery outer package characterized in that a curvature of a pair of opposed boundary surfaces is larger than a curvature of another pair of opposed boundary surfaces.
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2004
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2008142924A1 (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-27 | Calsonic Kansei Corporation | Cell module structure of battery |
US8632906B2 (en) | 2007-05-10 | 2014-01-21 | Calsonic Kansei Corporation | Battery-cell module structure of battery |
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Legal Events
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