JP2007172982A - Battery pack - Google Patents

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Norihiro Kaminoyama
憲博 上ノ山
Yoshiharu Saito
良晴 斉藤
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Toyota Motor Corp
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack having a cooling structure enabled to shorten the height of and downsize a battery pack for an electric automobile or the like, and capable of uniformly cooling a whole battery module. <P>SOLUTION: The battery pack is provided with a battery module 10 structured by laminating a plurality of cells 11 in a case, an inner air intake duct 8 supplying the battery module with a coolant guided into the case through a coolant guide port 8a, and an inner drainage duct 9 draining the coolant guided out of the battery module outside the case through the coolant drainage port 9a. The coolant guide-in port and the coolant drainage port are fitted to the same side of the case, and the coolant guide-in port induces the coolant passing through it in a first direction, while, the inner air intake duct is provided with a uniformalizing means for deflecting the coolant guided out of an outlet of the inner air intake duct in a second direction practically crossing the first direction to uniformalize flow velocity of the coolant guided out of an outlet of the inner air intake duct toward the first direction. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気自動車等に搭載される電池パックに関する。   The present invention relates to a battery pack mounted on an electric vehicle or the like.

近年、電動機を駆動源として用いる電気自動車や、電動機とその他の駆動源とを組み合わせた、いわゆるハイブリッド電気自動車が実用化されている。このような車両においては、電動機に電気エネルギーを供給するための電池が搭載される。この電池としては、例えば繰り返し充放電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池が用いられる。   In recent years, an electric vehicle using an electric motor as a drive source and a so-called hybrid electric vehicle combining an electric motor and another drive source have been put into practical use. In such a vehicle, a battery for supplying electric energy to the electric motor is mounted. As this battery, for example, a secondary battery such as a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, or a lithium ion battery that can be repeatedly charged and discharged is used.

通常二次電池は、電池セルを積層した電池モジュールとして構成され、この電池モジュールが筐体内に収容された状態で車両等に搭載される。この筐体と、筐体内に収容された電池モジュールおよびその他の構成物品を電池パックと称する。   Usually, the secondary battery is configured as a battery module in which battery cells are stacked, and is mounted on a vehicle or the like in a state where the battery module is accommodated in a casing. This casing, the battery module and other components housed in the casing are referred to as a battery pack.

電池モジュールは、内部での電気化学反応によって発熱し、その温度が上昇する。電池モジュールは、高温になると発電効率が低下するため、例えば筐体内に外部から冷却風等を導入して、電池モジュールを冷却することが行われる。   The battery module generates heat due to an internal electrochemical reaction, and its temperature rises. Since the power generation efficiency of the battery module decreases when the temperature rises, for example, cooling air or the like is introduced into the housing from the outside to cool the battery module.

この冷却風を用いた電池パックの冷却構造としては、種々のものが提案されている。例えば、電池モジュールの長手方向において均一に冷媒が供給されるように、電池モジュールをその長手方向において傾斜させた状態で筐体内に収容し、電池セルへの冷却風供給路の断面積を上流側から下流側に向かって低下させる方法が提案されている(特許文献1)。   Various types of battery pack cooling structures using this cooling air have been proposed. For example, the battery module is accommodated in the housing in an inclined state in the longitudinal direction so that the refrigerant is uniformly supplied in the longitudinal direction of the battery module, and the cross-sectional area of the cooling air supply path to the battery cell is set upstream. A method has been proposed in which the pressure is lowered toward the downstream side (Patent Document 1).

また車両に電池パックを搭載する際の搭載空間の関係から、電池パックには低背化が要求される。従って通常、電池パックの吸気ファンおよび排気ファンは、電池モジュールの長手方向を挟む両側面に突き出すようにして、配置される。
特開平7-320794号公報
In addition, the battery pack is required to have a low profile due to the mounting space when the battery pack is mounted on the vehicle. Therefore, normally, the intake fan and the exhaust fan of the battery pack are arranged so as to protrude from both side surfaces sandwiching the longitudinal direction of the battery module.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-320794

しかしながら、上述の配置により電池パックの低背化を図った場合、電池モジュールの吸気ファンと排気ファンが電池パックの反対側に配置されるため十分な小型化が図れず、電池パックを車両空間に設置できなくなるという問題がある。   However, when the height of the battery pack is reduced by the above-described arrangement, the battery module intake fan and exhaust fan are arranged on the opposite side of the battery pack, so that the battery pack cannot be sufficiently downsized. There is a problem that it cannot be installed.

また、この問題の対処方法として、吸気ファンと排気ファンを電池パックの同じ側に設置することができるように、電池パックの冷却流路を構成することが考えられるが、この場合、筐体内で冷却風の流れを偏向させる必要があり、電池モジュールに供給する冷却風の流れを均一に維持することが難しい。そのため、電池モジュールに温度分布が生じて良好な性能が得られなくなるという問題がある。   As a countermeasure for this problem, it is conceivable to configure the cooling flow path of the battery pack so that the intake fan and the exhaust fan can be installed on the same side of the battery pack. It is necessary to deflect the flow of cooling air, and it is difficult to maintain a uniform flow of cooling air supplied to the battery module. Therefore, there exists a problem that temperature distribution arises in a battery module and favorable performance cannot be obtained.

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、電池パックの低背化と小型化を可能にするとともに、電池モジュール全体を均一に冷却することの可能な冷却構造を有する電池パックを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such problems, and it is possible to reduce the height and size of the battery pack and to provide a battery pack having a cooling structure capable of uniformly cooling the entire battery module. The issue is to provide.

上記の課題を解決するため本発明では、筐体内に、複数のセルを積層して構成された電池モジュールと、冷媒導入口を介して筐体内に導入された冷媒を、電池モジュールに供給する内部吸気ダクトと、電池モジュールから導出される冷媒を、冷媒排出口を介して筐体外部へ排出する内部排気ダクトと、を有する電池パックであって、前記冷媒導入口と前記冷媒排出口は、筐体の同じ面側に設置され、前記冷媒導入口は、該冷媒導入口を通る冷媒を第1の方向に誘導し、内部吸気ダクトは、該内部吸気ダクトの導出口から導出される冷媒を、前記第1の方向と実質的に直交する第2の方向に偏向させ、前記内部吸気ダクトの導出口から導出される冷媒の流速を、前記第1の方向に対して均一にするための均一化手段を有することを特徴とする電池パックが提供される。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, a battery module configured by stacking a plurality of cells in a casing, and an interior for supplying the refrigerant introduced into the casing through the refrigerant inlet to the battery module. A battery pack having an intake duct and an internal exhaust duct for discharging the refrigerant derived from the battery module to the outside of the housing via the refrigerant discharge port, wherein the refrigerant introduction port and the refrigerant discharge port are Installed on the same surface side of the body, the refrigerant introduction port guides the refrigerant passing through the refrigerant introduction port in the first direction, the internal intake duct, the refrigerant derived from the outlet of the internal intake duct, Uniform to deflect in a second direction substantially perpendicular to the first direction and to make the flow rate of the refrigerant derived from the outlet of the internal intake duct uniform with respect to the first direction Battery pack, characterized in that Provided.

電池パックの構造をこのように定めることにより、電池パックの低背化および小型化が可能になる。また内部吸気ダクト内に冷媒の流速を均一化する手段を設けたため、内部吸気ダクト内において冷媒の流れを偏向させても乱流等が生じにくく、冷媒を電池モジュールに均一に供給することが可能となる。   By defining the structure of the battery pack in this way, the battery pack can be reduced in height and size. In addition, since a means for equalizing the flow rate of the refrigerant is provided in the internal intake duct, turbulent flow is not easily generated even if the flow of the refrigerant is deflected in the internal intake duct, and the refrigerant can be supplied uniformly to the battery module. It becomes.

ここで、前記均一化手段は、内部吸気ダクトの底面または上面に設置された複数のスリットと、該複数のスリットの一部を覆うバッフル板とで構成され、前記複数のスリットの各々は、前記内部吸気ダクトの導出口にそれぞれの開口を有し、実質的に前記第2の方向に沿って、内部吸気ダクトの底面または上面を切れ目なく仕切るように設置され、前記バッフル板は、前記複数のスリットの上端面または下端面と接するように設置され、前記第1の方向においては、実質的に該第1の方向と垂直な内部吸気ダクトの一方の側端面から他方の側端面まで切れ目なく延び、前記第2の方向においては、各スリットの上流側に冷媒が供給されるように、内部吸気ダクトの実質的に前記第2の方向と垂直な側端面のうち、最も上流側の側端面との間に隙間を有するようにしても良い。   Here, the uniformizing means includes a plurality of slits installed on the bottom or top surface of the internal intake duct, and a baffle plate that covers a part of the plurality of slits, and each of the plurality of slits is Each of the outlets of the internal air intake duct has an opening, and is installed so as to partition the bottom surface or the upper surface of the internal air intake duct substantially without being cut along the second direction. Installed in contact with the upper end surface or the lower end surface of the slit, and in the first direction, extends from one side end surface of the internal intake duct substantially perpendicular to the first direction to the other side end surface. In the second direction, the most upstream side end surface among the side end surfaces substantially perpendicular to the second direction of the internal intake duct so that the refrigerant is supplied to the upstream side of each slit. Gap between It may be.

内部吸気ダクト内に設置する均一化手段の形状をこのように構成することで、前述の効果を容易に得ることができる。   By configuring the uniformizing means installed in the internal intake duct in this way, the above-described effects can be easily obtained.

また、前記バッフル板の前記第2の方向の幅は、同方向の内部吸気ダクトの幅の1/2程度であることが好ましい。これにより、冷媒のスリットを通る時間が長くなり、内部吸気ダクトの導出口から導出される冷媒の流速ばらつきがさらに抑制される。   The width of the baffle plate in the second direction is preferably about 1/2 of the width of the internal intake duct in the same direction. Thereby, the time which passes the slit of a refrigerant | coolant becomes long, and the flow velocity dispersion | variation in the refrigerant | coolant derived | led-out from the outlet of an internal intake duct is further suppressed.

また、前記複数のスリットの前記第1の方向のスリット幅および設置間隔は、一定であることが好ましい。これにより設計パラメータをあまり増加させずに、内部吸気ダクトの好適な冷媒供給構造を得ることができる。   In addition, it is preferable that the slit width and the installation interval in the first direction of the plurality of slits are constant. As a result, a suitable refrigerant supply structure for the internal intake duct can be obtained without increasing the design parameters so much.

さらに、前記第1の方向は、実質的にセルの積層方向と平行な方向であっても良い。これにより、積層された各電池セルをより均一に冷却することが可能となる。   Further, the first direction may be a direction substantially parallel to the cell stacking direction. Thereby, it becomes possible to cool each laminated battery cell more uniformly.

本発明の電池パックは、冷媒の筐体への導入部と排気部が筐体の同じ側面に設置されるため、電池パックの低背化および小型化が可能となる。また内部吸気ダクト内に設けられた流速均一化手段により、冷媒が電池モジュールに均一に供給されるため、電池モジュール全体を均一に冷却することが可能となる。   In the battery pack of the present invention, since the introduction part of the refrigerant into the housing and the exhaust part are installed on the same side surface of the housing, the battery pack can be reduced in height and size. Further, since the refrigerant is uniformly supplied to the battery module by the flow velocity equalizing means provided in the internal intake duct, the entire battery module can be uniformly cooled.

以下、本発明に基づいた実施の形態について説明する。   Embodiments based on the present invention will be described below.

図1は、本実施の形態における電池パックの車両への搭載状態の一例を示したものである。   FIG. 1 shows an example of a mounting state of a battery pack in a vehicle according to the present embodiment.

図1では、電池パック1は、車両の後部座席500の後部側に搭載される。ただし、電池パック1の搭載場所は、特に限られないことに留意する必要がある。電池パック1内に導入される冷媒としては、例えば車両室内の空気による冷却風が用いられる。車両室内の空気を電池パック1に誘導するための外部吸気ダクト80と、電池パック1に導入された冷却風を外部に排気するための外部排気ダクト90とが、電池パック1の同一の側面側に連結されている。   In FIG. 1, the battery pack 1 is mounted on the rear side of the rear seat 500 of the vehicle. However, it should be noted that the mounting location of the battery pack 1 is not particularly limited. As the refrigerant introduced into the battery pack 1, for example, cooling air by air in the vehicle compartment is used. The same side surface of the battery pack 1 includes an external intake duct 80 for guiding the air in the vehicle interior to the battery pack 1 and an external exhaust duct 90 for exhausting the cooling air introduced into the battery pack 1 to the outside. It is connected to.

図2は、本発明による電池パックを有する電池システムで車両100を駆動させる場合のブロック図である。車両100は、制御部101と、電池パックを備える電池部102と、駆動部103とを備える。制御部101は、電池パック1の内部に配置された機器ボックス30(図3参照)内に設置され、電池102および駆動部103を制御する。駆動部103は、電池部102から供給される電流によって駆動するモータ等の電動機の他、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関を有しても良い。すなわち車両100には、電気自動車の他、ガソリンエンジンのような電動機以外の駆動手段を備えたハイブリッドカーも含まれる。   FIG. 2 is a block diagram when the vehicle 100 is driven by a battery system having a battery pack according to the present invention. The vehicle 100 includes a control unit 101, a battery unit 102 including a battery pack, and a drive unit 103. The control unit 101 is installed in a device box 30 (see FIG. 3) arranged inside the battery pack 1, and controls the battery 102 and the drive unit 103. The drive unit 103 may include an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine in addition to an electric motor such as a motor driven by a current supplied from the battery unit 102. That is, the vehicle 100 includes not only an electric vehicle but also a hybrid car provided with a driving means other than an electric motor such as a gasoline engine.

図3は、本発明の電池パックの斜視図であり、図4は、図3に示す電池パックのIII−III線に沿った断面模式図である。なお本実施例の電池パック1の冷却構造は、冷媒が電池モジュールの内部を下方から上方に向かって流れる、いわゆるアップフロー型となっている。また各図において白抜矢印は、冷媒の流れを示す。以下の説明では、この冷媒が冷却風である場合を例に説明する。ただし本発明において冷媒は、これに限られるものではないことは、当業者に明らかである。   FIG. 3 is a perspective view of the battery pack of the present invention, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line III-III of the battery pack shown in FIG. Note that the cooling structure of the battery pack 1 of this embodiment is a so-called upflow type in which the refrigerant flows from the bottom to the top in the battery module. In each figure, the white arrow indicates the flow of the refrigerant. In the following description, the case where this refrigerant is cooling air will be described as an example. However, it will be apparent to those skilled in the art that the refrigerant is not limited to this in the present invention.

図3および図4に示すように、電池パック1は、上部ケース3および下部ケース4からなる筐体2と、筐体2の内部に配置された電池モジュール10と、内部吸気ダクト8と、内部排気ダクト9と、機器ボックス30とを有する。   As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the battery pack 1 includes a housing 2 composed of an upper case 3 and a lower case 4, a battery module 10 disposed inside the housing 2, an internal intake duct 8, and an internal An exhaust duct 9 and an equipment box 30 are provided.

筐体2は、上部ケース3と下部ケース4とを組み合わせて端部をボルト33で締結することにより構成され、内部には空間を有する。   The housing 2 is configured by combining the upper case 3 and the lower case 4 and fastening the ends with bolts 33, and has a space inside.

電池モジュール10は図5に示すように、複数の電池セル11を積層することにより構成される。電池セルとしては例えば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池を用いることができる。電池セル11は、いわゆる角型平板状の外形を有している。   The battery module 10 is configured by stacking a plurality of battery cells 11 as shown in FIG. As the battery cell, for example, a secondary battery such as a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, or a lithium ion battery can be used. The battery cell 11 has a so-called square plate-like outer shape.

個々の電池セル11の側面(図4のY方向両端側)には突出部11aが設けられており、この突出部11aは、電池セル11の積層後に、電池モジュール10の側面に延在する突出部を構成する。電池モジュール10の積層方向(X方向)における両端には、電池モジュール10の積層状態を維持するエンドプレート15が配置され(図5参照)、これら一対のエンドプレート15は、上述の電池モジュール10の側面に形成された突出部に係合するブランケット26および拘束ベルト16(図4参照)によって連結される。   Projections 11a are provided on the side surfaces of the individual battery cells 11 (both ends in the Y direction in FIG. 4), and the projections 11a extend to the side surfaces of the battery module 10 after the battery cells 11 are stacked. Parts. End plates 15 that maintain the stacked state of the battery modules 10 are disposed at both ends in the stacking direction (X direction) of the battery modules 10 (see FIG. 5). They are connected by a blanket 26 and a restraining belt 16 (see FIG. 4) that engage with protrusions formed on the side surfaces.

個々の電池セル11の主表面(X方向の両端面)には凸部(図示されていない)が設けられており、この凸部によって、積層された電池セル11の間に、冷却風を流通させる通路の一部(以下「冷却通路」という)が形成される。なお本実施例においては、電池モジュール10は、下部ケース4の底面に対して所定の角度の傾斜(図4のY方向の傾斜)を有するように設置される。内部吸気ダクト8から排出される冷却風を、電池モジュール10の下面側に均一に供給するためである。   Convex portions (not shown) are provided on the main surface (both end surfaces in the X direction) of each battery cell 11, and cooling air is circulated between the stacked battery cells 11 by this convex portion. A part of the passage (hereinafter referred to as “cooling passage”) is formed. In the present embodiment, the battery module 10 is installed so as to have a predetermined angle of inclination with respect to the bottom surface of the lower case 4 (inclination in the Y direction in FIG. 4). This is because the cooling air discharged from the internal intake duct 8 is uniformly supplied to the lower surface side of the battery module 10.

筐体2の内部空間は、電池モジュール10によって区画されている。電池モジュール10の上面と上部ケース3の間には、上部空間が形成され、この上部空間により上部冷却流路5が定形される。また電池モジュール10の下面と下部ケース4の間には、下部空間が形成され、この下部空間により下部冷却流路6が定形される。従って、上部冷却流路5、下部冷却流路6および電池モジュール10の設置される空間(上述の凸部によって形成される冷却通路)によって、冷却流路が構成される。セル11の積層(X)方向と平行な電池モジュール10の側端面(Y方向と直交する側端面)の一方と、これに対向する上部ケース3および底部ケース4の側面の間には、第1の側部空間7aが形成される。またセル11の積層(X)方向と平行な電池モジュール10の側端面(Y方向と直交する側端面)の他方と、これに対向する上部ケース3および底部ケース4の側面の間には、第2の側部空間7bが形成される。   The internal space of the housing 2 is partitioned by the battery module 10. An upper space is formed between the upper surface of the battery module 10 and the upper case 3, and the upper cooling flow path 5 is shaped by this upper space. Further, a lower space is formed between the lower surface of the battery module 10 and the lower case 4, and the lower cooling flow path 6 is shaped by this lower space. Therefore, the cooling channel is constituted by the space in which the upper cooling channel 5, the lower cooling channel 6 and the battery module 10 are installed (the cooling channel formed by the above-described convex portions). Between one of the side end surfaces (side end surfaces orthogonal to the Y direction) of the battery module 10 parallel to the stacking (X) direction of the cells 11 and the side surfaces of the upper case 3 and the bottom case 4 facing this, the first Side space 7a is formed. Further, between the other of the side end faces (side end faces orthogonal to the Y direction) of the battery module 10 parallel to the stacking (X) direction of the cells 11 and the side surfaces of the upper case 3 and the bottom case 4 facing each other, Two side spaces 7b are formed.

上部冷却流路5と、第1の側部空間7aおよび第2の側部空間7bの間には、ガスケット23が設置されており、これらの空間同士の気密性が確保されている。また下部冷却流路6と、第1の側部空間7aおよび第2の側部空間7bの間には、ガスケット23が設置されており、これらの空間同士の機密性が確保されている。このガスケット23には、例えば独立発泡のEPDMゴム等が用いられる。   A gasket 23 is installed between the upper cooling flow path 5, the first side space 7a, and the second side space 7b, and airtightness between these spaces is ensured. Further, a gasket 23 is installed between the lower cooling flow path 6 and the first side space 7a and the second side space 7b, and the confidentiality between these spaces is ensured. For this gasket 23, for example, an independent foamed EPDM rubber or the like is used.

電池モジュール10の側面側に位置する第1の側部空間7aおよび第2の側部空間7bには、それぞれ、内部吸気ダクト8および内部排気ダクト9が設置される。図3のように、内部吸気ダクト8の長手方向(X方向)の向きに冷却風が供給されるように筐体の一面には、吸気口8aが設けられ、内部吸気ダクト8は、この吸気口8aに連通する。また内部排気ダクト9の長手方向(X方向)の向きに冷却風が排出されるように、吸気口8aの設けられた面と同一の筐体面に、排気口9aが設けられ、内部排気ダクト9は、この排気口9aに連通する。内部吸気ダクト8は、冷却風導入口に相当する吸気口8aと冷却流路の一部である下部冷却流路6とを連通する連通部に相当する。同様に内部排気ダクト9は、冷却風導出口に相当する排気口9aと冷却流路の一部である上部冷却流路5とを連通する連通部に相当する。   An internal intake duct 8 and an internal exhaust duct 9 are installed in the first side space 7a and the second side space 7b located on the side surface side of the battery module 10, respectively. As shown in FIG. 3, an intake port 8a is provided on one surface of the housing so that the cooling air is supplied in the longitudinal direction (X direction) of the internal intake duct 8, and the internal intake duct 8 It communicates with the mouth 8a. Further, an exhaust port 9a is provided on the same housing surface as the surface on which the intake port 8a is provided so that the cooling air is discharged in the longitudinal direction (X direction) of the internal exhaust duct 9, and the internal exhaust duct 9 Communicates with the exhaust port 9a. The internal intake duct 8 corresponds to a communication portion that connects the intake port 8a corresponding to the cooling air introduction port and the lower cooling channel 6 that is a part of the cooling channel. Similarly, the internal exhaust duct 9 corresponds to a communication portion that connects the exhaust port 9a corresponding to the cooling air outlet and the upper cooling channel 5 that is a part of the cooling channel.

このように本発明による電池パック1によれば、冷却風の筐体への導入部と排気部が筐体の同じ側面に設置されるため、電池パックの低背化および小型化が可能となる。   As described above, according to the battery pack 1 of the present invention, the introduction portion of the cooling air to the housing and the exhaust portion are installed on the same side surface of the housing, so that the battery pack can be reduced in height and size. .

ただし本発明の電池パックの冷却構造では、冷却風が内部吸気ダクト8に導入されてから、電池モジュール10(正確には下部冷却流路6)の方向に冷却風を偏向させる必要がある。一般に、冷却風の偏向は乱流や渦流を発生させる原因となる。このような冷却風の乱流や渦流が生じる状況では、内部吸気ダクト8から下部冷却流路6を介して導入される冷却風が、電池モジュール10側に均一に供給されず、電池モジュールに局部的温度上昇が生じる可能性がある。このような電池モジュールの局部的温度上昇は、電池性能を劣化させ、電池の信頼性を損なうおそれがある。これに対して本発明では、このような電池モジュール10側での冷却風の不均一分布を抑制することを目的として、内部吸気ダクト8に流速均一化手段が設けられることに特徴がある。すなわち、内部吸気ダクト8内で冷却風を偏向させても、本発明の流速均一化手段によって、乱流や渦流の発生が効果的に抑制されるのみならず、さらに偏向された冷却風が、内部吸気ダクト8から下部冷却流路6に導入される際の流速を、セル11の積層(X)方向において一定に維持することが可能となる。従って、均一な冷却風を電池モジュール全体に供給することができ、電池モジュールの局部的昇温が抑制できる。   However, in the battery pack cooling structure of the present invention, after the cooling air is introduced into the internal intake duct 8, it is necessary to deflect the cooling air toward the battery module 10 (more precisely, the lower cooling flow path 6). In general, the deflection of the cooling air causes turbulence and eddy currents. In such a situation where the turbulent flow or vortex of the cooling air is generated, the cooling air introduced from the internal intake duct 8 through the lower cooling flow path 6 is not uniformly supplied to the battery module 10 side, and is locally supplied to the battery module. Temperature rise may occur. Such a local temperature rise of the battery module may deteriorate the battery performance and impair the reliability of the battery. On the other hand, the present invention is characterized in that a flow velocity equalizing means is provided in the internal intake duct 8 for the purpose of suppressing such uneven distribution of cooling air on the battery module 10 side. That is, even if the cooling air is deflected in the internal intake duct 8, not only the generation of turbulence and vortex is effectively suppressed by the flow velocity equalizing means of the present invention, but also the deflected cooling air is It is possible to keep the flow velocity when introduced from the internal intake duct 8 into the lower cooling flow path 6 constant in the stacking (X) direction of the cells 11. Therefore, uniform cooling air can be supplied to the entire battery module, and local temperature rise of the battery module can be suppressed.

以下、内部吸気ダクト8に設けられるこの流速均一化手段について、具体例を示して説明する。なお本発明の効果を発現させるに際し、内部排気ダクト9の構造は、特に限定されない。従って内部排気ダクト9は、従来の構造としても良い。   Hereinafter, the flow velocity equalizing means provided in the internal intake duct 8 will be described with a specific example. Note that the structure of the internal exhaust duct 9 is not particularly limited when the effects of the present invention are manifested. Therefore, the internal exhaust duct 9 may have a conventional structure.

図5には、内部吸気ダクト8、内部排気ダクト9および電池モジュール10の位置関係を示す。また図6には、図5のVIで囲まれた部分の拡大斜視図を示す。さらに図7には、図6の内部吸気ダクト8のV−V断面図を示す。内部吸気ダクト8は、Y方向と垂直な3つの面(それぞれY方向に沿った冷却風の進行方向の上流側から順に、第1の面8d1、第2の面8d2、第3の面8d3)を有する。また内部吸気ダクト8は、X方向に垂直な2つの面、8c1、8c2を有する。内部吸気ダクト8の第3の面8d3には、内部吸気ダクト8の内部に設けられた複数のスリット55の各々に対応する開口が一列に設けられている。これらの複数のスリット55は、内部吸気ダクト8の底面において、Y方向に沿って延びており、第3の面8d3から内部吸気ダクト8の第1の面8d1まで、内部吸気ダクト8の底面を仕切るように設置されている。なお図5および6において、スリット55の間隔は、等間隔で示されているが、本発明の態様はこれに限られるものではなく、スリット55の間隔は、吸気口から遠ざかるにつれて、漸次狭まるように設定しても良い。ただし、設計パラメータが多くなることを回避する上では、スリット間隔は等間隔であることが好ましい。   FIG. 5 shows the positional relationship between the internal intake duct 8, the internal exhaust duct 9, and the battery module 10. FIG. 6 shows an enlarged perspective view of a portion surrounded by VI in FIG. Further, FIG. 7 shows a VV cross-sectional view of the internal intake duct 8 of FIG. The internal intake duct 8 has three surfaces perpendicular to the Y direction (first surface 8d1, second surface 8d2, and third surface 8d3 in order from the upstream side in the direction of cooling air flow along the Y direction, respectively). Have The internal intake duct 8 has two surfaces, 8c1 and 8c2, which are perpendicular to the X direction. On the third surface 8d3 of the internal intake duct 8, openings corresponding to each of the plurality of slits 55 provided in the internal intake duct 8 are provided in a row. The plurality of slits 55 extend along the Y direction on the bottom surface of the internal intake duct 8, and extend from the third surface 8d3 to the first surface 8d1 of the internal intake duct 8 on the bottom surface of the internal intake duct 8. It is installed to partition. 5 and 6, the intervals between the slits 55 are shown at equal intervals, but the embodiment of the present invention is not limited to this, and the intervals between the slits 55 gradually decrease as the distance from the intake port increases. It may be set to. However, in order to avoid an increase in design parameters, it is preferable that the slit intervals are equal.

また、各スリット55の直上には、スリット55の上端面と接するようにバッフル板50が設置される。バッフル板50は、X方向においては、内部吸気ダクト8のX方向に垂直な一方の面8c1から他方の面8c2まで切れ目なく延びている。またバッフル板50のY方向の一端は、内部吸気ダクト8の第2の面8d2(または第3の面8d3)と接しているが、Y方向の他端は、第1の面8d1には接していない。従って、内部吸気ダクト8に導入された冷却風は、内部吸気ダクト8内において、バッフル板50と内部吸気ダクト8の第1の面8d1の間に形成された隙間を通り、各スリット55に流入される。   Further, a baffle plate 50 is installed immediately above each slit 55 so as to be in contact with the upper end surface of the slit 55. In the X direction, the baffle plate 50 extends from one surface 8c1 perpendicular to the X direction of the internal intake duct 8 to the other surface 8c2. One end in the Y direction of the baffle plate 50 is in contact with the second surface 8d2 (or the third surface 8d3) of the internal intake duct 8, but the other end in the Y direction is in contact with the first surface 8d1. Not. Therefore, the cooling air introduced into the internal intake duct 8 flows into each slit 55 through the gap formed between the baffle plate 50 and the first surface 8d1 of the internal intake duct 8 in the internal intake duct 8. Is done.

内部吸気ダクト8の内部構造をこのように構成することで、以下の効果が生じる。まず、内部吸気ダクト8の内部にスリット55を設けたため、冷却風の流れを偏向させるときに生じる冷却風の乱れを有意に防止することが可能となる。また、バッフル板50を設けたことにより、スリットを通る冷却風が下部冷却流路6に導入されるまでに、十分な流速安定化距離を確保することが可能となるため、各スリット55から排出される冷却風の流速を一定に維持することが可能となる。   By configuring the internal structure of the internal intake duct 8 in this way, the following effects are produced. First, since the slit 55 is provided inside the internal intake duct 8, it becomes possible to significantly prevent the cooling air from being disturbed when the flow of the cooling air is deflected. In addition, since the baffle plate 50 is provided, it is possible to secure a sufficient flow velocity stabilization distance before the cooling air passing through the slit is introduced into the lower cooling flow path 6, so that the air is discharged from each slit 55. It becomes possible to maintain the flow rate of the cooling air to be constant.

ここで、バッフル板50のY方向の寸法W2は、図7に示すように、内部吸気ダクト8の第1の面8d1から第2の面8d2間での寸法W1の約1/2程度であることが好ましい。バッフル板50の寸法W2が、これより極端に短い場合は、スリットを通る冷却風の十分な安定化距離を確保することができなくなり、各スリット55から排出される冷却風流速にばらつきが生じ易くなるからである。またW2が、W1の1/2よりも著しく長くなると、内部吸気ダクト8内での圧力損失が高くなり、電池モジュール10に十分な冷却風を導入することができなくなる可能性があるからである。   Here, the dimension W2 in the Y direction of the baffle plate 50 is about 1/2 of the dimension W1 between the first surface 8d1 and the second surface 8d2 of the internal intake duct 8, as shown in FIG. It is preferable. If the dimension W2 of the baffle plate 50 is extremely shorter than this, a sufficient stabilization distance of the cooling air passing through the slits cannot be secured, and the cooling air flow velocity discharged from each slit 55 is likely to vary. Because it becomes. In addition, if W2 is significantly longer than 1/2 of W1, the pressure loss in the internal intake duct 8 becomes high, and there is a possibility that sufficient cooling air cannot be introduced into the battery module 10. .

このように本発明の電池パック1では、冷却風の筐体への導入部と排気部を筐体の同一側面に設置した場合も、内部吸気ダクト8内で冷却風を偏向させるときに生じる冷却風の乱れおよび流速の偏りを抑制することができる。また内部吸気ダクト8の導出口から導出される冷却風の、X方向に対する流速の均一化が可能となる。従って内部吸気ダクト8から電池モジュール11全体に、均一に冷却風を供給することができる。これにより、電池パック1の低背化とともに、電池モジュール10の均一冷却が可能となり、局部的な温度上昇を抑制することが可能となる。   As described above, in the battery pack 1 of the present invention, the cooling that occurs when the cooling air is deflected in the internal intake duct 8 even when the introduction portion of the cooling air to the housing and the exhaust portion are installed on the same side surface of the housing. Wind turbulence and uneven flow velocity can be suppressed. Further, the flow velocity of the cooling air derived from the outlet of the internal intake duct 8 can be made uniform in the X direction. Accordingly, the cooling air can be supplied uniformly from the internal intake duct 8 to the entire battery module 11. As a result, the battery pack 1 can be lowered in height, and the battery module 10 can be uniformly cooled, thereby suppressing a local temperature rise.

なお上記の説明では、内部吸気ダクト8の流速均一化手段として、バッフル板とスリットを設ける場合を例に説明したが、同様の効果が得られれば、本発明の流速均一化手段は、これに限られないことに留意する必要がある。   In the above description, the case where a baffle plate and a slit are provided as an example of the flow velocity equalizing means of the internal intake duct 8 has been described as an example, but if the same effect is obtained, the flow velocity equalizing means of the present invention is applied to this. It should be noted that it is not limited.

また上記の各実施例では、電池パック1の冷媒として車両室内の空気を用いる場合を例に説明したが、他の冷媒気体、あるいは液体を用いても良い。またこれらの冷媒は、熱交換器等を介して循環させても良い。   In each of the above embodiments, the case where air in the vehicle compartment is used as the refrigerant of the battery pack 1 has been described as an example, but other refrigerant gas or liquid may be used. These refrigerants may be circulated through a heat exchanger or the like.

上記の説明は、アップフロー型の冷却構造において電池モジュール10が底部ケース4の底面に対して所定の角度で傾斜して配置される構成を例として示した。しかしながら、本発明はこのような構造の冷却構造に限られるものではなく、流速均一化手段の内部吸気ダクト8に対する位置関係を変更するだけで、例えばダウンフロー型の冷却構造、あるいは電池モジュール10を底部ケース4の底面に平行に配置する構造においても適用することができる(例えば、前述のスリット55を内部吸気ダクト8の上面に設置し、バッフル板をスリットの下端面と接するように設置する等の変更によって、ダウンフロー型の冷却構造の電池パックに対応できる)。さらに本発明は、同様の効果が得られれば、内部吸気ダクト、電池モジュールおよび内部排気ダクトはいかなる配置関係で構成されても良いことに留意する必要がある。   In the above description, the configuration in which the battery module 10 is inclined at a predetermined angle with respect to the bottom surface of the bottom case 4 in the upflow type cooling structure is shown as an example. However, the present invention is not limited to the cooling structure of such a structure. For example, the downflow type cooling structure or the battery module 10 can be changed by simply changing the positional relationship of the flow velocity equalizing means with respect to the internal intake duct 8. The present invention can also be applied to a structure arranged in parallel with the bottom surface of the bottom case 4 (for example, the above-described slit 55 is installed on the upper surface of the internal intake duct 8 and the baffle plate is installed so as to be in contact with the lower end surface of the slit, etc. Can be applied to battery packs with a down-flow type cooling structure). Furthermore, in the present invention, it should be noted that the internal intake duct, the battery module, and the internal exhaust duct may be configured in any arrangement relationship as long as the same effect can be obtained.

電池パックの車両への搭載状態を示す図である。It is a figure which shows the mounting state to the vehicle of a battery pack. 本発明による電池パックを有する電池システムで車両を駆動させる場合のブロック図である。It is a block diagram in the case of driving a vehicle with a battery system having a battery pack according to the present invention. 本発明による電池パックの概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a battery pack according to the present invention. 図3のIII−III線に沿った断面の模式図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 本発明による電池パックの内部吸気ダクト、内部排気ダクトおよび電池モジュールの位置関係を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a positional relationship between an internal intake duct, an internal exhaust duct, and a battery module of the battery pack according to the present invention. 図5においてVIで囲まれた部分の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a portion surrounded by VI in FIG. 図6の内部吸気ダクトのV−V 断面図である。FIG. 7 is a VV cross-sectional view of the internal intake duct of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 電池パック
2 筐体
3 上部ケース
4 下部ケース
5 上部冷却流路
6 下部冷却流路
7a 第1の側部空間
7b 第2の側部空間
8 内部吸気ダクト
8a 吸気口
8c1、8c2 内部吸気ダクトのX方向と垂直な面
8d1 内部吸気ダクトのY方向と垂直な第1の面
8d2 内部吸気ダクトのY方向と垂直な第2の面
8d3 内部吸気ダクトのY方向と垂直な第3の面
9 内部排気ダクト
9a 排気口
10 電池モジュール
11 セル
11a 突出部
15 エンドプレート
30 機器ボックス
33 ボルト
50 バッフル板
55 スリット
80 外部吸気ダクト
90 外部排気ダクト
100 車両
101 制御部
102 電池部
103 駆動部
500 後部座席。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery pack 2 Case 3 Upper case 4 Lower case 5 Upper cooling flow path 6 Lower cooling flow path 7a 1st side space 7b 2nd side space 8 Internal intake duct 8a Intake port 8c1, 8c2 Surface perpendicular to X direction 8d1 First surface perpendicular to Y direction of internal intake duct 8d2 Second surface perpendicular to Y direction of internal intake duct 8d3 Third surface perpendicular to Y direction of internal intake duct 9 Internal Exhaust duct 9a Exhaust port 10 Battery module 11 Cell 11a Protruding portion 15 End plate 30 Equipment box 33 Bolt 50 Baffle plate 55 Slit 80 External intake duct 90 External exhaust duct 100 Vehicle 101 Control unit 102 Battery unit 103 Drive unit 500 Rear seat.

Claims (5)

筐体内に、複数のセルを積層して構成された電池モジュールと、冷媒導入口を介して筐体内に導入された冷媒を、電池モジュールの方向に供給する内部吸気ダクトと、電池モジュールの方向から導出される冷媒を、冷媒排出口を介して筐体外部へ排出する内部排気ダクトと、を有する電池パックであって、
前記冷媒導入口と前記冷媒排出口は、筐体の同じ面側に設置され、前記冷媒導入口は、該冷媒導入口を通る冷媒を第1の方向に誘導し、
内部吸気ダクトは、該内部吸気ダクトの導出口から導出される冷媒を、前記第1の方向と実質的に直交する第2の方向に偏向させ、前記内部吸気ダクトの導出口から導出される冷媒の流速を、前記第1の方向に対して均一にするための流速均一化手段を有することを特徴とする電池パック。
A battery module configured by stacking a plurality of cells in the housing, an internal intake duct for supplying the refrigerant introduced into the housing through the refrigerant inlet in the direction of the battery module, and from the direction of the battery module An internal exhaust duct that discharges the derived refrigerant to the outside of the housing through the refrigerant discharge port, and a battery pack,
The refrigerant introduction port and the refrigerant discharge port are installed on the same surface side of the housing, the refrigerant introduction port guides the refrigerant passing through the refrigerant introduction port in a first direction,
The internal intake duct deflects the refrigerant derived from the outlet of the internal intake duct in a second direction substantially perpendicular to the first direction and is extracted from the outlet of the internal intake duct A battery pack comprising a flow rate uniformizing means for making the flow rate of the battery uniform in the first direction.
前記流速均一化手段は、内部吸気ダクトの底面または上面に設置された複数のスリットと、該複数のスリットの一部を覆うバッフル板とで構成され、
前記複数のスリットの各々は、前記内部吸気ダクトの導出口にそれぞれの開口を有し、実質的に前記第2の方向に沿って、内部吸気ダクトの底面または上面を切れ目なく仕切るように設置され、
前記バッフル板は、前記複数のスリットの上端面または下端面と接するように設置され、前記第1の方向においては、実質的に該第1の方向と垂直な内部吸気ダクトの一方の側端面から他方の側端面まで切れ目なく延び、前記第2の方向においては、各スリットの上流側に冷媒が供給されるように、内部吸気ダクトの実質的に前記第2の方向と垂直な側端面のうち、最も上流側の側端面との間に隙間を有することを特徴とする請求項1に記載の電池パック。
The flow velocity equalizing means is composed of a plurality of slits installed on the bottom surface or top surface of the internal intake duct, and a baffle plate covering a part of the plurality of slits,
Each of the plurality of slits has a respective opening at the outlet of the internal air intake duct, and is installed so as to partition the bottom surface or the upper surface of the internal air intake duct substantially without being cut along the second direction. ,
The baffle plate is installed so as to be in contact with an upper end surface or a lower end surface of the plurality of slits, and in the first direction, from one side end surface of the internal intake duct substantially perpendicular to the first direction. Out of the side end surfaces of the internal intake duct that are substantially perpendicular to the second direction so as to extend seamlessly to the other side end surface and in the second direction, the refrigerant is supplied to the upstream side of each slit. 2. The battery pack according to claim 1, wherein a gap is provided between the side end surface on the most upstream side.
前記バッフル板の前記第2の方向の幅は、同方向の内部吸気ダクトの幅の1/2程度であることを特徴とする請求項2に記載の電池パック。   3. The battery pack according to claim 2, wherein the width of the baffle plate in the second direction is about ½ of the width of the internal intake duct in the same direction. 前記複数のスリットの前記第1の方向のスリット幅および設置間隔は、一定であることを特徴とする請求項2または3に記載の電池パック。   4. The battery pack according to claim 2, wherein a slit width and an installation interval in the first direction of the plurality of slits are constant. 前記第1の方向は、実質的にセルの積層方向と平行な方向であることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の電池パック。
The battery pack according to any one of the preceding claims, wherein the first direction is a direction substantially parallel to a cell stacking direction.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103050743A (en) * 2012-12-17 2013-04-17 上海恒动汽车电池有限公司 Design structure for improving heat dissipation of strip battery module
CN103123997A (en) * 2012-12-17 2013-05-29 上海恒动汽车电池有限公司 Strip-shaped battery module air-duct heat radiation structure
KR20140048469A (en) * 2012-10-15 2014-04-24 에스케이이노베이션 주식회사 Battery module assembly
CN112490558A (en) * 2019-08-21 2021-03-12 马自达汽车株式会社 Battery pack for vehicle
CN114628810A (en) * 2022-01-21 2022-06-14 中天储能科技有限公司 Ventilation structure and energy storage equipment

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140048469A (en) * 2012-10-15 2014-04-24 에스케이이노베이션 주식회사 Battery module assembly
WO2014061969A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-24 에스케이이노베이션 주식회사 Battery module assembly
KR102076168B1 (en) * 2012-10-15 2020-02-11 에스케이이노베이션 주식회사 Battery module assembly
CN103050743A (en) * 2012-12-17 2013-04-17 上海恒动汽车电池有限公司 Design structure for improving heat dissipation of strip battery module
CN103123997A (en) * 2012-12-17 2013-05-29 上海恒动汽车电池有限公司 Strip-shaped battery module air-duct heat radiation structure
CN112490558A (en) * 2019-08-21 2021-03-12 马自达汽车株式会社 Battery pack for vehicle
CN112490558B (en) * 2019-08-21 2023-05-05 马自达汽车株式会社 Battery pack for vehicle
CN114628810A (en) * 2022-01-21 2022-06-14 中天储能科技有限公司 Ventilation structure and energy storage equipment

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