JP2009181739A - Energy storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の蓄電体に対して熱交換媒体を供給する構造を備えた蓄電装置に関するものである。 The present invention relates to a power storage device having a structure for supplying a heat exchange medium to a plurality of power storage units.
従来、複数の単電池（二次電池）からなる組電池を備えた電池パックを、車両に搭載したものがある。ここで、単電池は、充放電によって発熱することがあるが、発熱による電池特性（出力特性）の低下を抑制するために、単電池を冷却するための構造が備えられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a battery pack that includes a battery pack including a plurality of single cells (secondary batteries) mounted on a vehicle. Here, the unit cell may generate heat due to charging / discharging, but a structure for cooling the unit cell is provided in order to suppress deterioration of the cell characteristic (output characteristic) due to heat generation.
具体的には、電池パックの内部に空気を供給することにより、組電池を冷却するようにしているものがある。そして、複数の単電池を一方向に並べて配置した構成では、組電池に対して単電池の配列方向に流れる空気を供給して、隣り合う単電池の間を空気が通過するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。これにより、空気が熱を持った単電池との間で熱交換を行うことにより、単電池の熱を奪うようにしている。そして、熱交換後の空気は、電池パックの外部に排出されるようになっている。
しかしながら、上述した従来の構造では、単電池の冷却効率が不十分となることがある。すなわち、単電池の配列方向に向かって流れる空気を供給する場合には、隣り合う単電池の間に空気を効率良く導くことができないことがある。これにより、空気及び単電池の間における熱交換を効率良く行うことができない。 However, in the conventional structure described above, the cooling efficiency of the unit cell may be insufficient. That is, when supplying the air which flows toward the arrangement direction of the unit cells, the air may not be efficiently guided between the adjacent unit cells. Thereby, the heat exchange between air and a single cell cannot be performed efficiently.
ここで、単電池の配列方向と直交する方向から、空気を供給すれば、隣り合う単電池の間に空気を効率良く導くことができる。しかし、この場合には、電池パックに空気を供給するための機構が大型化してしまうこともあり、好ましくない。 Here, if air is supplied from a direction orthogonal to the arrangement direction of the unit cells, the air can be efficiently guided between the adjacent unit cells. However, in this case, the mechanism for supplying air to the battery pack may be enlarged, which is not preferable.
そこで、本発明の目的は、隣り合って配置された蓄電体の間に、効率良く熱交換媒体を導くことのできる蓄電装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power storage device that can efficiently guide a heat exchange medium between power storage units arranged adjacent to each other.
本発明は、一方向に並んで配置された複数の蓄電体を含む蓄電ユニットと、蓄電ユニットを収容し、蓄電体との間で熱交換を行うための熱交換媒体の供給口及び排出口を備えたケースとを有している。そして、熱交換媒体が、供給口から複数の蓄電体の配列方向に向かって供給されるとともに、隣り合う蓄電体の間に、熱交換媒体を流動させるための流路が形成されている。また、流路は、供給口からの熱交換媒体を取り込む一端部において、供給口側を向いているとともに、一端部からの熱交換媒体を供給口側とは反対側に向かって凸となる軌跡に沿って移動させるための領域を有している。 The present invention includes a power storage unit including a plurality of power storage units arranged side by side in one direction, and a heat exchange medium supply port and a discharge port for housing the power storage unit and exchanging heat with the power storage unit. And a case provided. The heat exchange medium is supplied from the supply port toward the arrangement direction of the plurality of power storage units, and a flow path for allowing the heat exchange medium to flow is formed between adjacent power storage units. Further, the flow path is directed to the supply port side at one end portion that takes in the heat exchange medium from the supply port, and the locus in which the heat exchange medium from the one end portion is convex toward the side opposite to the supply port side. Has a region for movement along the line.
そして、流路を、熱交換媒体が排出される他端部において、排出口側を向かせることができる。これにより、流路から排出される熱交換媒体を、排出口側に向かって効率良く移動させることができる。また、流路の少なくとも一部を曲面で構成すれば、熱交換媒体をスムーズに移動させることができる。 The flow path can be directed toward the discharge port at the other end where the heat exchange medium is discharged. Thereby, the heat exchange medium discharged | emitted from a flow path can be efficiently moved toward the discharge port side. Moreover, if at least a part of the flow path is formed of a curved surface, the heat exchange medium can be moved smoothly.
流路を複数有する場合において、流路内における熱交換媒体の移動軌跡を、上記一方向における位置に応じて異ならせることができる。これにより、複数の流路に対する熱交換媒体の進入量や移動速度を異ならせることができ、熱交換媒体を用いた複数の蓄電体の温度調節を行うことができる。具体的には、上記移動軌跡を異ならせる場合には、移動軌跡における供給口側とは反対側への突出量を異ならせることになる。 When there are a plurality of flow paths, the movement trajectory of the heat exchange medium in the flow paths can be made different according to the position in the one direction. Thereby, the amount of the heat exchange medium entering the plurality of flow paths and the moving speed can be varied, and the temperature of the plurality of power storage units using the heat exchange medium can be adjusted. Specifically, when the movement trajectory is made different, the amount of protrusion of the movement trajectory to the side opposite to the supply port side is made different.
ここで、流路を、蓄電体の外面によって構成することができる。また、隣り合う蓄電体の間に配置され、流路の少なくとも一部を構成するスペーサ部材を設けることができる。さらに、蓄電ユニットが、複数の蓄電体に対して、一方向と直交する他方向にも配置された蓄電体を有している場合には、他方向に配列された複数の蓄電体によって流路を構成することができる。 Here, the flow path can be constituted by the outer surface of the power storage unit. In addition, a spacer member that is disposed between adjacent power storage units and that forms at least a part of the flow path can be provided. Further, when the power storage unit has power storage units arranged in another direction orthogonal to one direction with respect to the plurality of power storage units, the flow paths are formed by the plurality of power storage units arranged in the other direction. Can be configured.
なお、供給口及び排出口は、ケースの同一面内に設けることもできるし、ケースのうち、互いに向かい合う面にそれぞれ設けることもできる。 The supply port and the discharge port can be provided on the same surface of the case, or can be provided on the surfaces of the case facing each other.
本発明によれば、流路が、供給口からの熱交換媒体を取り込む一端部において、供給口側を向いているため、供給口からの熱交換媒体を取り込みやすくなる。また、流路に対して、一端部から取り込まれた熱交換媒体を供給口側とは反対側に向かって凸となる軌跡に沿って移動させることにより、蓄電体に対して熱交換媒体を効率良く接触させることができる。 According to the present invention, since the flow path faces the supply port side at one end portion that takes in the heat exchange medium from the supply port, the heat exchange medium from the supply port is easily captured. In addition, the heat exchange medium taken from one end of the flow path is moved along a locus that is convex toward the side opposite to the supply port side, so that the heat exchange medium can be efficiently Good contact.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例１である電池パック（蓄電装置）について、図１から図３を用いて説明する。ここで、図１は、電池パックの内部構造を示す概略図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。また、図３は、隣り合う単電池の間における構成を示す図である。図１等において、Ｚ軸は、重力方向を示し、Ｘ軸及びＹ軸は、Ｚ軸と直交し、かつ互いに直交する軸である。 A battery pack (power storage device) that is Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a schematic view showing the internal structure of the battery pack, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a configuration between adjacent unit cells. In FIG. 1 and the like, the Z axis indicates the direction of gravity, and the X axis and the Y axis are axes that are orthogonal to the Z axis and orthogonal to each other.
本実施例の電池パック１は、車両に搭載されている。すなわち、電池パック１は、車両の走行に用いられるモータに対して電力を供給したり、車両の回生エネルギを充電したりする。なお、ここでいう車両には、電池パック１を内燃機関又は燃料電池とともに用いるハイブリッド自動車や、電池パック１だけを用いた電気自動車といったものが挙げられる。 The battery pack 1 of the present embodiment is mounted on a vehicle. That is, the battery pack 1 supplies electric power to a motor used for traveling of the vehicle or charges regenerative energy of the vehicle. Examples of the vehicle mentioned here include a hybrid vehicle using the battery pack 1 together with an internal combustion engine or a fuel cell, and an electric vehicle using only the battery pack 1.
電池パック１は、電池ユニット（蓄電ユニット）１０と、電池ユニット１０を収容するケース２０とを有している。ケース２０の一側面２０ａには、吸気用のダクト２１ａと、排気用のダクト２１ｂとが接続されている。なお、ケース２０及びダクト２１ａ，２１ｂを一体として形成することもできる。
The battery pack 1 includes a battery unit (storage unit) 10 and a
ダクト２１ａの先端に形成された開口部（不図示）は、車両の室内に面している。ここで、車両の室内としては、乗車者が乗車する空間や、荷物等を収納するための空間（いわゆるラゲージコンパートメント）が挙げられる。また、ダクト２１ａには、車両の室内の空気（熱交換媒体）をケース２０の内部に供給するためのファン２２が配置されている。
An opening (not shown) formed at the tip of the
すなわち、ファン２２を駆動することにより、車両の室内に存在している空気が、ダクト２１ａを介してケース２０の内部に導かれることになる。ここで、ファン２２は、モータ等を含む駆動機構に連結しており、駆動機構は、コントローラ（不図示）によって制御される。
That is, by driving the
一方、ダクト２１ｂの先端に形成された開口部（不図示）は、車両の外部に面している。これにより、ダクト２１ａからケース２０の内部に進入した空気は、ダクト２１ｂを通って車両の外部に排出されるようになっている。
On the other hand, an opening (not shown) formed at the tip of the
なお、本実施例では、ダクト２１ａにファン２２を設けているが、これに限るものではない。すなわち、上述した空気の流れを発生させることができれば、ファン２２を配置する位置は適宜設定することができる。具体的には、ダクト２１ｂにファン２２を設けることもできる。
In this embodiment, the
また、本実施例では、ケース２０の内部に空気を供給するようにしているが、これに限るものではない。具体的には、空気の代わりに、空気以外の成分を有する気体又は、液体を用いることができる。この気体や液体は、単電池１１との間で熱交換を行うための熱交換媒体となる。ここで、気体としては、例えば、不活性の気体を用いることができる。また、液体としては、例えば、絶縁性を有する油やフッ素系不活性液体を用いることができる。さらに、電池ユニット１０の表面に絶縁層を形成しておけば、絶縁性をもたない液体（例えば、水）を用いることもできる。
In this embodiment, air is supplied to the inside of the
次に、電池ユニット１０の構成について、具体的に説明する。
Next, the configuration of the
電池ユニット１０は、Ｙ方向において並んで配置された複数の単電池（蓄電体）１１を有している。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池が用いられている。なお、二次電池の代わりに、蓄電体としての電気二重層キャパシタを用いることもできる。
The
単電池１１は、不図示の正極端子及び負極端子を有している。そして、各単電池１１の正極端子は、この単電池１１とＹ方向で隣り合って配置された他の単電池１１の負極端子とバスバー（不図示）を介して電気的に接続されている。また、各単電池１１の負極端子は、この単電池１１とＹ方向で隣り合って配置された他の単電池１１の正極端子とバスバー（不図示）を介して電気的に接続されている。
The
これにより、電池ユニット１０を構成する複数の単電池１１は、電気的に直列に接続されることになる。ここで、各単電池１１における正極端子及び負極端子は、単電池１１の内部に収容された発電要素と電気的に接続されている。この発電要素とは、充放電を行うための要素であり、例えば、正極板、負極板、セパレータ及び電解質で構成されている。
Thereby, the plurality of
複数の単電池１１のうち、Ｙ方向における一端に位置する単電池１１における負極端子には、電池ユニット１０の出力を取り出すための配線（総マイナスケーブル）が接続されている。また、Ｙ方向における他端に位置する単電池１１における正極端子には、電池ユニット１０の出力を取り出すための配線（総プラスケーブル）が接続されている。これらの配線は、電池パック１の外部に配置された機器に接続されている。この外部機器としては、例えば、電池ユニット１０の出力を用いて、車両の走行に用いられるモータを駆動するためのインバータが挙げられる。
A wiring (total minus cable) for taking out the output of the
また、各単電池１１において、Ｙ方向における外側面が、曲面で構成されている。この曲面は、Ｘ方向に関して曲率を有する面である。すなわち、各単電池１１における外側面は、図１に示す曲率を有する部分がＺ方向に延びた面となっている。また、各単電池１１において、Ｙ方向における一方の外側面は、凹面で構成されており、他方の外側面は、凸面で構成されている。以下、単電池１１のＹ方向における外側面を、単に外側面と呼ぶことにする。
Moreover, in each
ここで、本実施例で用いられる単電池１１は、まず、図１に示す外形を有するケースを形成しておき、このケースの内部に発電要素を収容することによって、製造することができる。また、断面が矩形状のケースの内部に発電要素を収容しておき、発電要素を収容したケースに対して外力を与えることにより、図１に示す外形を有する単電池１１を製造することもできる。
Here, the
一方、複数の単電池１１に対して、Ｙ方向における両端には、複数の単電池１１を狭持するための一対のエンドプレート１２ａ，１２ｂが配置されている。これらのエンドプレート１２ａ，１２ｂには、Ｙ方向に延びる拘束部材（不図示）が固定されるようになっている。そして、エンドプレート１２ａ，１２ｂ及び拘束部材によって、複数の単電池１１を互いに近づける方向の力を発生させることができる。すなわち、複数の単電池１１を拘束することができる。
On the other hand, a pair of
エンドプレート１２ａ及び単電池１１の間には、第１のスペーサ１３が配置されている。第１のスペーサ１３における一方の側面は、エンドプレート１２ａの側面（平坦面）に沿うように形成され、エンドプレート１２ａに接触している。また、第１のスペーサ１３における他方の側面は、単電池１１の外側面（凸面）に沿った曲面を有しており、単電池１１の外側面に接触している。
A
また、エンドプレート１２ｂ及び単電池１１の間には、第２のスペーサ１４が配置されている。第２のスペーサ１４における一方の側面は、エンドプレート１２ｂの側面（平坦面）に沿うように形成され、エンドプレート１２ｂに接触している。また、第２のスペーサ１４における他方の側面は、単電池１１の外側面（凹面）に沿った曲面を有しており、単電池１１の外側面に接触している。
In addition, a
Ｙ方向で隣り合う単電池１１の間には、第３のスペーサ（スペーサ部材）１５が配置されている。第３のスペーサ１５は、隣り合う２つの単電池１１のうち、一方の単電池１１の外側面と接触する接触部１５ａと、接触部１５ａに対してＹ方向に突出した突部１５ｂとを有している。突部１５ｂの先端に位置する面は、単電池１１の外側面に沿った形状を有しており、単電池１１の外側面に接触している。また、突部１５ｂは、図２に示すように、Ｚ方向において複数設けられている。
A third spacer (spacer member) 15 is disposed between the
ここで、単電池１１の外側面と、第３のスペーサ１５とによって、空気を流動させるための流路Ｒが構成されている。流路Ｒは、図１に示すように、単電池１１の外側面に沿った曲率を有している。言い換えれば、流路Ｒを通過する空気の移動軌跡が、曲率を有していることになる。ここで、流路Ｒは、図１に示すように、ケース２０の側面２０ａ（空気の吸気及び排気を行う側）とは反対側に向かって凸となるように構成されている。
Here, the outer surface of the
上述した電池パック１において、ファン２２を駆動したときの空気の流れについて説明する。ここで、図１において、点線で示す矢印は、空気の流れを示している。
In the battery pack 1 described above, the flow of air when the
ファン２２を駆動することにより、ファン２２からケース２０の内部に空気が進入することになる。ここで、ダクト２１ａからの空気の移動方向は、単電池１１の配列方向（Ｙ方向）となるようにダクト２１ａ及びケース２０の形状が設定されている。そして、ケース２０の内部に進入した空気は、ケース２０の側面２０ｂに沿って進むことになる。
By driving the
上述したように、Ｙ方向で隣り合って配置された単電池１１の間には、一方の単電池１１と、第３のスペーサ１５とによって形成される流路Ｒが形成されているため、ケース２０の側面２０ｂに沿って進む空気は、流路Ｒの内部に進入するようになる。本実施例では、上述したように、単電池１１及び第３のスペーサ１５に曲率を持たせており、流路Ｒの一端部が、ダクト２１ａから空気が供給される側を向くようになっている。言い換えれば、流路Ｒの一端側に位置する領域は、図１に示す面内（Ｘ−Ｙ平面内）において、単電池１１の配列方向（Ｙ方向）に対して傾斜している。
As described above, the flow path R formed by one
このように流路Ｒの一端部を構成することにより、ダクト２１ａからの空気を流路Ｒの内部に導きやすくすることができる。ここで、従来の電池パックでは、隣り合う単電池の間に形成された流路が、単電池の配列方向と直交する方向に延びているため、ダクト２１ａから導かれた空気を流路内に効率良く導くことが難しい。また、ダクト２１ａからの空気は、この移動方向を略直角の方向に変えなければ、単電池の間の流路に進入することができないため、流路に進入する際の圧力損失が増加してしまう。
By configuring one end of the flow path R in this way, it is possible to easily guide the air from the
一方、本実施例では、上述したように、ダクト２１ａからの空気をスムーズに流路Ｒの内部に進入させることができるため、空気が流路Ｒに進入する際の圧力損失を低減することができる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, since the air from the
流路Ｒに進入した空気は、図３に示すように、隣り合って配置された２つの単電池１１のうち、一方の単電池１１の外側面１１ａと接触する。ここで、他方の単電池１１における外側面１１ｂは、第３のスペーサ１５（接触部１５ａ）によって覆われているため、空気と直接、接触しないようになっている。また、本実施例では、隣り合う２つの単電池１１のうち、空気の供給側とは反対側に位置する単電池１１（図３の左側に位置する単電池１１）に対して、ダクト２１ａからの空気を接触させるようにしている。
As shown in FIG. 3, the air that has entered the flow path R comes into contact with the
上述したように、流路Ｒにはダクト２１ａからの空気がスムーズに進入するようになっている。言い換えれば、ダクト２１ａからの空気は、流速を大幅に減少させることなく、流路Ｒに進入することになる。そして、流路Ｒによって形成される曲率により、流路Ｒに進入した空気は、ダクト２１ａからの空気の供給側とは反対側に位置する単電池１１に衝突することになる。
As described above, the air from the
本実施例では、隣り合う２つの単電池１１のうち、空気の供給側とは反対側に位置する単電池１１を流路Ｒ内で露出させて、空気と接触させるようにしているため、空気との熱交換を効率良く行わせることができる。すなわち、流速が大幅に減少していない空気が単電池１１と接触することになるため、この空気を用いて単電池１１を効率良く冷却することができる。
In this embodiment, of the two
流路Ｒに進入した空気は、流路Ｒに沿って移動して、流路Ｒの他端部から排出される。ここで、流路Ｒの他端部は、ダクト２１ｂに空気が向かう側を向くようになっている。言い換えれば、流路Ｒの他端側に位置する領域は、図１に示す面内（Ｘ−Ｙ平面内）において、単電池１１の配列方向（Ｙ方向）に対して傾斜している。
The air that has entered the flow path R moves along the flow path R and is discharged from the other end of the flow path R. Here, the other end portion of the flow path R is directed to the side where the air is directed to the
このように流路Ｒを構成することにより、流路Ｒの他端部から排出される空気をダクト２１ｂに向けて効率良く移動させることができる。すなわち、単電池１１との間で熱交換が行われた空気は、熱を持っているため、ダクト２１ｂを介して電池パック１の外部にすばやく排出させることが好ましい。なお、流路Ｒから排出された空気は、ケース２０の側面２０ｃに沿って移動して、ダクト２１ｂに移動する。
By configuring the flow path R in this way, the air discharged from the other end of the flow path R can be efficiently moved toward the
なお、本実施例では、図３に示すように、第３のスペーサ１５の接触部１５ａによって、単電池１１の外側面１１ｂの全面を覆うようになっているが、これに限るものではない。すなわち、単電池１１の外側面１１ｂのうち、少なくとも一部の領域を、流路Ｒ内に露出させてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the entire
また、外側面１１ａ，１１ｂのうち、外側面１１ｂだけを、流路Ｒ内に露出させることもできる。この場合には、外側面１１ａが第３のスペーサによって覆われることになり、第３のスペーサに対して空気が衝突するようになる。ここで、流路Ｒに取り込まれる流速の高い空気を、単電池１１に接触させたくない場合には、このような構成が好適である。
Moreover, only the
次に、本実施例の第１の変形例について、図４を用いて説明する。ここで、図４は、隣り合って配置された２つの単電池の間の構成を示す概略図であり、図３に対応した図である。ここで、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用いている。 Next, a first modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration between two unit cells arranged adjacent to each other, and corresponds to FIG. Here, the same reference numerals are used for members having the same functions as those described in the first embodiment.
実施例１では、上述したように、第３のスペーサ１５及び単電池１１によって、空気を流動させるための流路Ｒを形成している。一方、本変形例では、隣り合う２つの単電池１１の間に、第３のスペーサ１６及び第４のスペーサ１７を配置している。そして、一方の単電池１１と、第３及び第４のスペーサ１６，１７とによって、流路Ｒを構成するようにしている。以下、本変形例の構成について、具体的に説明する。
In the first embodiment, as described above, the
本変形例では、単電池１１の形状が、実施例１と異なっている。すなわち、実施例１では、単電池１１の外側面を曲面で構成しているが、本変形例では、単電池１１の外側面１１ａ，１１ｂを略平坦な面で構成している。
In this modification, the shape of the
第３のスペーサ１６は、一方の単電池１１の外側面１１ｂに沿った面（平坦面）を有し、外側面１１ｂに接触する接触部１６ａを有している。また、第３のスペーサ１５は、接触部１６ａから突出し、Ｘ方向において曲率を持った状態で延びる突部１６ｂを有している。そして、突部１６ｂは、図４に示すように、単電池１１の外側面１１ａ側に向かって凸となるように構成されている。また、突部１６ｂの先端面は、図４に示すように、一部の領域において、単電池１１の外側面１１ａに接触している。さらに、突部１６ｂは、実施例１と同様に、Ｚ方向において、複数設けられている。
The
第４のスペーサ１７は、他方の単電池１１の外側面１１ａのうち、Ｘ方向における両端部に取り付けられている。第４のスペーサ１７は、第３のスペーサ１６の突部１６ｂと対向する面において、突部１６ｂの先端面に沿った形状の面（曲面）１７ａを有している。ここで、第４のスペーサ１７は、Ｚ方向に延びている。
The
また、単電池１１の外側面１１ａのうち、第４のスペーサ１７が取り付けられた領域以外の領域は、流路Ｒの内部で露出している。これにより、外側面１１ａに対してダクト２１ａからの空気が直接、接触するようになる。なお、単電池１１の外側面１１ｂは、第３のスペーサ１６の接触部１６ａによって覆われているため、空気と接触しないようになっている。なお、外側面１１ｂにも空気を接触させるような構成であってもよい。
Further, a region other than the region where the
上述した本変形例の構成では、実施例１と同様に、流路Ｒの一端部がダクト２１ａからの空気が供給される側を向くとともに、流路Ｒの他端部がダクト２１ｂに空気が向かう側を向くようになっている。これにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。すなわち、流路Ｒ内に空気を効率良く導くことができるとともに、この空気を単電池１１の外側面１１ａに効率良く接触させることができる。しかも、流路Ｒから排出される空気をダクト２１ｂに効率良く導くことができる。
In the configuration of the present modification described above, as in the first embodiment, one end of the flow path R faces the side to which air from the
なお、第４のスペーサ１７におけるＸ−Ｙ平面の形状は、図４に示した形状に限るものではない。すなわち、第４のスペーサ１７を用いて、流路Ｒの両端部が、空気が供給される側及び空気が排出される側を向くように構成できればよい。具体的には、第４のスペーサ１７としては、第３のスペーサ１６側に突出した形状を有しているものであればよい。
The shape of the
次に、本実施例の第２の変形例について、図５及び図６を用いて説明する。ここで、図５は、隣り合って配置された２つの単電池１１の間の構成を示す図であり、図３及び図４に対応した図である。また、図６は、２つの単電池１１のうち、一方の単電池１１の側から見たときの正面図である。なお、実施例１で説明した部材と同一の部材については、同一符号を用いている。
Next, a second modification of the present embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration between two
本変形例において、単電池１１の構成は、実施例１と同様である。また、隣り合う２つの単電池１１の間には、４つの第３のスペーサ１８が配置されている。これらの第３のスペーサ１８は、図６に示すように、単電池１１の４隅に位置する領域に配置されている。
In this modification, the configuration of the
第３のスペーサ１８は、隣り合う２つの単電池１１の間に、所定の間隔を空けるために用いられている。そして、第３のスペーサ１８の一端は、一方の単電池１１における外側面１１ａに接触しており、第３のスペーサ１８の他端は、他方の単電池１１における外側面１１ｂに接触している。本変形例では、２つの単電池１１における外側面１１ａ，１１ｂによって流路Ｒが構成されている。
The
本変形例においても、流路Ｒの両端部が、空気の供給側及び排出側を向くように構成されており、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本変形例では、単電池１１の外側面１１ａだけでなく、単電池１１の外側面１１ｂにも空気が接触するようになっているため、隣り合う２つの単電池１１を、空気を用いて冷却することができる。
Also in this modification, the both ends of the flow path R are configured to face the air supply side and the discharge side, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. Moreover, in this modification, since air contacts not only the
なお、本変形例では、単電池１１の４隅に位置する領域に、第３のスペーサ１８を配置しているが、これに限るものではない。すなわち、隣り合って配置された２つの単電池１１の間に、所定の間隔を空けることができればよく、第３のスペーサ１８を配置する位置は適宜設定することができる。また、第３のスペーサ１８の数も適宜設定することができる。
In the present modification, the
次に、本発明の実施例２である電池パック（蓄電装置）について、図７を用いて説明する。ここで、図７は、電池パックの内部構成を示す概略図であり、図１に相当する図である。なお、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材について同一符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について説明する。 Next, a battery pack (power storage device) that is Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. Here, FIG. 7 is a schematic view showing the internal configuration of the battery pack, and corresponds to FIG. In addition, the same code | symbol is used about the member which has the same function as the member demonstrated in Example 1, and detailed description is abbreviate | omitted. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.
実施例１では、ケース２０の一側面２０ａに、吸気用のダクト２１ａ及び排気用のダクト２１ｂを設けているが、本実施例では、ケース２０における一方の側面２０ａに吸気用のダクト２１ａを設け、ケース２０における他方の側面２０ｄに排気用のダクト２１ｂを設けている。ここで、側面２０ａ，２０ｄは、ケース２０において互いに向かい合う側面である。また、側面２０ｂ、０ｃは、ケース２において互いに向かい合う側面である。
In the first embodiment, the
また、ダクト２１ａ及びダクト２１ｂは、Ｘ方向に関して、異なる位置に設けられている。これは、ダクト２１ａからケース２０の内部に導かれる空気を、電池ユニット１０（複数の単電池１１）に対して効率良く導くためである。すなわち、ダクト２１ａ，２１ｂを、Ｘ方向に関して同一の位置に設けた場合には、ダクト２１ａからの空気が、直接、ダクト２１ｂに向かってしまい、電池ユニット１０に対して効率良く空気を導くことができない。
The
一方、単電池１１の外側面は、実施例１と同様に曲率を有する面で構成されているが、本実施例では、単電池１１の外側面を、凹面及び凸面が連続した面（曲面）で構成している。また、隣り合って配置された２つの単電池１１の間に配置される第３のスペーサ１５は、単電池１１における外側面に沿った形状に形成されている。
On the other hand, the outer surface of the
具体的には、第３のスペーサ１５における接触部１５ａは、単電池１１の外側面に沿った形状に形成されており、一方の単電池１１の外側面に接触している。また、第３のスペーサ１５における突部１５ｂは、単電池１１の外側面に沿った形状に形成されており、この先端面が、他方の単電池１１における外側面に接触している。
Specifically, the
また、第１及び第２のスペーサ１３，１４のうち、単電池１１と接触する面は、単電池１１の外側面に沿った形状に形成されている。
Moreover, the surface which contacts the
上述した電池パック１において、ファン２２を駆動したときの空気の流れについて説明する。ここで、図７において、点線で示す矢印は、空気の流れを示している。
In the battery pack 1 described above, the flow of air when the
ファン２２を駆動することにより、ファン２２からケース２０の内部に空気が進入することになる。ここで、空気の移動方向は、単電池１１の配列方向（Ｙ方向）となるようにダクト２１ａ及びケース２０の形状が設定されている。そして、ケース２０に進入した空気は、ケース２０の一側面２０ｂに沿って進むことになる。
By driving the
ここで、Ｙ方向で隣り合って配置された単電池１１の間には、一方の単電池１１と、第３のスペーサ１５とによって形成される流路Ｒが形成されているため、ケース２０の側面２０ｂに沿って進む空気は、流路Ｒに進入する。流路Ｒは、図７に示すように、ケース２０の側面２０ｄに向かって凸となる軌跡に沿った第１領域と、ケース２０の側面２０ａに向かって凸となる軌跡に沿った第２領域とを有している。
Here, a flow path R formed by one
本実施例では、上述したように、単電池１１及び第３のスペーサ１５に曲率を持たせており、流路Ｒの一端部が、ダクト２１ａから空気が供給される側を向くようになっている。言い換えれば、流路Ｒの一端に位置する領域は、図１に示す面内（Ｘ−Ｙ平面内）において、単電池１１の配列方向（Ｙ方向）に対して傾斜している。
In the present embodiment, as described above, the
このように流路Ｒを構成することにより、ダクト２１ａからの空気を流路Ｒの内部に導きやすくすることができる。そして、ダクト２１ａからの空気をスムーズに流路Ｒの内部に進入させることにより、空気が流路Ｒに進入する際の圧力損失を低減することができる。
By configuring the flow path R in this way, the air from the
流路Ｒに進入した空気は、上述した流路Ｒの第１領域において、隣り合って配置された２つの単電池１１のうち、一方の単電池１１の外側面と接触する。ここで、他方の単電池１１における外側面は、第３のスペーサ１５（接触部１５ａ）によって覆われているため、空気と直接、接触しない。また、本実施例では、隣り合う２つの単電池１１のうち、空気の供給側とは反対側に位置する単電池１１に対して、ダクト２１ａからの空気を接触させるようにしている。これにより、実施例１と同様に、空気との熱交換を効率良く行わせることができる。
In the first region of the flow path R, the air that has entered the flow path R contacts the outer surface of one of the two
なお、接触部１５ａと接触する単電池１１の外側面のうち、少なくとも一部の領域を流路Ｒ内に露出させることもできる。好ましくは、上述した流路Ｒの第２領域において、単電池１１の外側面を露出させることができる。流路Ｒの第２領域では、第１領域における空気の移動経路とは逆の移動経路を辿るように空気が移動するようになる。すなわち、第２領域では、接触部１５ａと接触する単電池１１に向かって空気が移動することになるため、この単電池１１の外側面を流路Ｒ内に露出させておくことで、この単電池１１との熱交換を効率良く行わせることができる。
Note that at least a part of the outer surface of the
流路Ｒの内部に進入した空気は、流路Ｒの内部を通過して、流路Ｒの他端部から排出される。ここで、流路Ｒの他端部は、空気がダクト２１ｂに向かう側を向くように構成されている。これにより、流路Ｒから排出される空気を、ダクト２１ｂが位置する方向に効率良く移動させることができる。
The air that has entered the flow path R passes through the flow path R and is discharged from the other end of the flow path R. Here, the other end of the flow path R is configured so that the air faces the side toward the
次に、本発明の実施例３である電池パック（蓄電装置）について、図８を用いて説明する。ここで、図８は、複数の単電池の配置を示す概略図である。なお、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については同一符号を用いている。 Next, a battery pack (power storage device) that is Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. Here, FIG. 8 is a schematic diagram showing the arrangement of a plurality of unit cells. In addition, the same code | symbol is used about the member which has the same function as the member demonstrated in Example 1. FIG.
実施例１では、Ｙ方向で隣り合って配置された２つの単電池１１の間に、１つの流路Ｒを形成するようにしているが、本実施例では、複数の単電池１１を用いて、流路Ｒを形成するようにしている。
In Example 1, one flow path R is formed between two
本実施例では、Ｙ方向において、複数の単電池１１が配列されているとともに、Ｘ方向においても、複数の単電池１１が配列されている。すなわち、Ｘ方向に並んで配置された複数の単電池１１の列が、Ｙ方向において、並列に配置されている。Ｙ方向及びＸ方向に配置された複数の単電池１１は、互いにバスバー（不図示）によって接続されている。すなわち、複数の単電池１１は、電気的に直列に接続されている。
In the present embodiment, a plurality of
また、Ｙ方向で配列された複数の単電池１１は、実施例１で説明した構成と同様に、エンドプレート及び拘束バンドを用いて、拘束されている。
In addition, the plurality of
本実施例では、Ｘ方向に配置された複数の単電池１１の列を、Ｙ方向に並べて配置することにより、Ｙ方向で隣り合う単電池１１の列の間に、流路Ｒを形成している。ここで、流路Ｒの一端部を構成する２つの単電池１１（Ｙ方向で隣り合う単電池１１）は、実施例１と同様に、流路Ｒの一端部が、空気の供給側を向くように配置されている。具体的には、流路Ｒの一端部を構成する２つの単電池１１は、吸気用のダクトから導かれる空気の進行方向（Ｙ方向）に対して傾斜するように配置されている。
In this embodiment, a plurality of
一方、流路Ｒの他端部を構成する２つの単電池１１（Ｙ方向で隣り合う単電池１１）は、流路Ｒの他端部が、空気の排出側を向くように配置されている。具体的には、流路Ｒの他端部を構成する２つの単電池１１は、排気用のダクトに導かれる空気の進行方向（Ｙ方向）に対して傾斜するように配置されている。
On the other hand, the two unit cells 11 (
次に、本実施例の電池パックにおいて、ファンを駆動したときの空気の流れについて説明する。ここで、図８において、点線で示す矢印は、空気の流れを示している。 Next, the flow of air when the fan is driven in the battery pack of this embodiment will be described. Here, in FIG. 8, the arrow shown with a dotted line has shown the flow of air.
ファンの駆動によって吸気された空気は、実施例１と同様に、電池パックにおけるケースの側面に沿って進むことになる。ここで、流路Ｒの一端部は、空気の供給側を向くようになっているため、ケース内に供給された空気は、流路Ｒの内部に導かれやすくなる。これにより、単電池１１に対して空気を効率良く接触させることができ、単電池１１の冷却を効率良く行うことができる。
The air sucked by the drive of the fan travels along the side surface of the case in the battery pack as in the first embodiment. Here, since one end of the flow path R faces the air supply side, the air supplied into the case is easily guided into the flow path R. Thereby, air can be efficiently contacted with the
流路Ｒの一端部から進入した空気は、流路Ｒに沿って移動し、流路Ｒの他端部から排出される。ここで、流路Ｒ内における空気は、曲率を持った移動軌跡に沿って移動することになる。この移動軌跡は、図８に示すように、空気の吸気及び排気を行う側とは反対側に向かって凸となっている。流路Ｒによって上述した移動軌跡を形成させることにより、単電池１１に対して空気を接触させやすくすることができる。すなわち、流路Ｒを構成する単電池１１のうち、流路Ｒの外径側（図８の左側）を構成する単電池１１に対して、空気を接触させやすくすることができる。これにより、この単電池１１を冷却効率を向上させることができる。
Air entering from one end of the flow path R moves along the flow path R and is discharged from the other end of the flow path R. Here, the air in the flow path R moves along a movement trajectory having a curvature. As shown in FIG. 8, this movement locus is convex toward the side opposite to the side where air is sucked and exhausted. By forming the movement trajectory described above by the flow path R, air can be easily brought into contact with the
一方、流路Ｒの他端部は、上述したように、空気が排出用のダクトに導かれる側を向いているため、流路Ｒの他端部から排出される空気を、排出用のダクトに効率良く導くことができる。 On the other hand, as described above, the other end portion of the flow path R faces the side where the air is guided to the discharge duct, so that the air discharged from the other end portion of the flow path R is discharged to the discharge duct. Can be guided efficiently.
なお、図８では、実施例１と同様に、電池パックのケースにおける１つの側面を用いて、空気を供給したり、空気を排出させたりする構成であるが、これに限るものではない。すなわち、実施例２に説明した構成を適用することができる。 In addition, although it is the structure which supplies air or discharges air using one side surface in the case of a battery pack similarly to Example 1, in FIG. 8, it is not restricted to this. That is, the configuration described in the second embodiment can be applied.
具体的には、複数の単電池１１を、図９に示すように配置することができる。ここで、図９は、複数の単電池の配置を示す概略図であり、図８に対応した図である。図９に示す構成では、流路Ｒの一端部が空気の供給側を向くとともに、流路Ｒの他端部が空気の排出側を向くようになっている。これにより、実施例２と同様の効果を得ることができる。
Specifically, a plurality of
一方、本実施例では、Ｘ方向に３つの単電池１１を配置しているが、Ｘ方向に配置される単電池１１の数は適宜設定することができる。すなわち、隣り合う２つの単電池１１を用いて、流路Ｒの両端部を構成すればよい。
On the other hand, in the present embodiment, three
また、本実施例では、単電池１１の外側面を略平坦な面で構成しているが、これに限るものではない。具体的には、実施例１の単電池１１と同様に、単電池１１の外側面を曲面で構成することもできる。
Moreover, in the present Example, although the outer surface of the
なお、上述した実施例１〜３では、重力方向（Ｚ軸）と直交する面内（Ｘ−Ｙ平面内）において、ダクト２１ａ，２１ｂを配置して、空気を流動させるようにしているが、これに限るものではない。具体的には、重力方向を含む面内（例えば、Ｚ−Ｘ平面内又はＺ−Ｙ平面内）において、ダクト２１ａ，２１ｂを配置して、空気を流動させることもできる。すなわち、重力方向における上部（又は下部）から空気を供給し、重力方向における下部（又は上部）から空気を排出させることができる。
In the first to third embodiments described above, the
また、上述した実施例１〜３では、電池パック１の内部に、単電池１１の冷却に用いられる空気を供給するようにしているが、これに限るものではない。具体的には、電池パック１に供給される空気等（他の気体や液体を含む）を、ヒータによって予め温めておき、この空気等を用いて単電池１１を温めるようにしてもよい。
Moreover, in Examples 1-3 mentioned above, although the air used for the cooling of the
二次電池としての単電池１１は、所定の温度範囲内において、所望の出力特性を示すことが知られている。すなわち、単電池１１の温度が所定の温度範囲の上限値を超えた場合に限らず、下限値を下回ったときでも、電池特性は低下してしまう。したがって、単電池１１が過度に冷却されないように、電池パック１に対して温められた空気等を供給する必要もある。
It is known that the
温められた空気等を供給する場合にも、実施例１等で説明した作用により、単電池１１を効率良く温めることができる。
Even when warmed air or the like is supplied, the
さらに、上述した実施例１〜３では、流路Ｒの曲率は、すべての流路Ｒにおいて略同一となるように構成しているが、これに限るものではない。具体的には、電池ユニット１０に形成される複数の流路Ｒのうち、Ｙ方向における位置に応じて、流路Ｒの曲率を変化させることができる。より具体的には、空気が供給される側に位置する流路Ｒの曲率を、空気の供給側とは反対側に位置する流路Ｒの曲率よりも小さくすることができる。
Furthermore, in Examples 1 to 3 described above, the curvature of the flow path R is configured to be substantially the same in all the flow paths R, but is not limited thereto. Specifically, the curvature of the channel R can be changed according to the position in the Y direction among the plurality of channels R formed in the
このように構成すれば、ダクト２１ａからの距離に応じて、流路Ｒ内を通過する空気の速度を調整することができる。すなわち、ダクト２１ａに近い位置にある流路Ｒと、ダクト２１ａから離れた位置にある流路Ｒとにおいて、空気の流速を略等しくさせることができる。これにより、すべての単電池１１における温度のバラツキを抑制することができる。
If comprised in this way, the speed of the air which passes the inside of the flow path R can be adjusted according to the distance from the
さらに、Ｙ方向における流路Ｒの位置に応じて、流路Ｒに空気が進入する際の圧力損失が異なることがある。この場合には、上述したように、流路Ｒにおける曲率を異ならせることにより、すべての流路Ｒにおける圧力損失のバラツキを抑制することができる。 Furthermore, the pressure loss when air enters the flow path R may vary depending on the position of the flow path R in the Y direction. In this case, as described above, by varying the curvature in the flow path R, variations in pressure loss in all the flow paths R can be suppressed.
また、電池ユニット１０において、温度上昇が他よりも大きくなる単電池１１があることを予め特定できれば、流路Ｒの曲率を異ならせることで、この単電池１１に対して効率良く空気を導くことができる。これにより、複数の単電池１１における温度のバラツキを抑制することができる。
Further, in the
１：電池パック（蓄電装置）
１０：電池ユニット（蓄電ユニット）
１１：単電池（蓄電体）
１５：第３のスペーサ（スペーサ部材）
２０：ケース
２１ａ，２１ｂ：ダクト
Ｒ：流路
1: Battery pack (power storage device)
10: Battery unit (storage unit)
11: Single battery (power storage unit)
15: Third spacer (spacer member)
20:
Claims (9)
前記蓄電ユニットを収容し、前記蓄電体との間で熱交換を行うための熱交換媒体の供給口及び排出口を備えたケースとを有し、
前記熱交換媒体が、前記供給口から前記複数の蓄電体の配列方向に向かって供給されるとともに、隣り合う前記蓄電体の間に、前記熱交換媒体を流動させるための流路が形成されており、
前記流路は、前記供給口からの前記熱交換媒体を取り込む一端部において、前記供給口側を向いているとともに、前記一端部からの前記熱交換媒体を前記供給口側とは反対側に向かって凸となる軌跡に沿って移動させるための領域を有することを特徴とする蓄電装置。 A power storage unit including a plurality of power storage units arranged side by side in one direction;
A case provided with a supply port and a discharge port of a heat exchange medium for accommodating the power storage unit and performing heat exchange with the power storage unit;
The heat exchange medium is supplied from the supply port toward the arrangement direction of the plurality of power storage units, and a flow path for flowing the heat exchange medium is formed between the adjacent power storage units. And
The flow path faces the supply port side at one end that takes in the heat exchange medium from the supply port, and faces the heat exchange medium from the one end to the side opposite to the supply port side. A power storage device having a region for moving along a convex locus.
前記軌跡における前記供給口側とは反対側への突出量が、前記一方向における位置に応じて異なることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電装置。 A plurality of the flow paths are provided in the one direction,
4. The power storage device according to claim 1, wherein an amount of protrusion of the trajectory toward the side opposite to the supply port side varies depending on a position in the one direction. 5.
前記流路が、前記他方向に配列された複数の蓄電体によって構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電装置。 The power storage unit has a power storage unit disposed in another direction orthogonal to the one direction with respect to the plurality of power storage units,
The power storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein the flow path is configured by a plurality of power storage units arranged in the other direction.
The power storage device according to any one of claims 1 to 7, wherein the supply port and the discharge port are respectively provided on surfaces of the case facing each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008017996A JP2009181739A (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Energy storage device |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2022047448A (en) * | 2020-09-11 | 2022-03-24 | 本田技研工業株式会社 | Cell storage body, power storage module, and vehicle |
-
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