JP2010192333A

JP2010192333A - Battery pack

Info

Publication number: JP2010192333A
Application number: JP2009037053A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Kameoka; 輝彦亀岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2010-09-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack capable of restraining chained heat generation between adjacent single batteries when abnormality in heat is occurred at a part of single batteries. <P>SOLUTION: In the battery pack formed by connecting a plurality of single batteries 10, the plurality of single batteries 10 are arranged at a designated direction, and are restrained at a state wherein load is applied in the arranged direction. Spacers 20 for cooling are arranged on gaps among the arranged single batteries 10 at a state wherein load is applied in the arranged direction together with the single batteries 10, and the spacers 20 for cooling has a medium 28 which is a cooling medium for absorbing heat generated from adjacent single batteries 10 and is made from a phase change material capable of phase-changing from a solid to a liquid with absorbed heat. The medium 28 is retained in the spacer 20 for cooling, and is arranged so as to flow out from the spacer 20 for cooling when it is phase-changed from the solid to the liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の単電池が直列に接続された電池パックに関する。詳しくは、車両搭載用として好適な電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack in which a plurality of single cells are connected in series. Specifically, the present invention relates to a battery pack suitable for mounting on a vehicle.

リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池あるいはキャパシタ等の蓄電素子を単電池とし、該単電池を複数直列接続して成る組電池は高出力が得られる電源として、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池を単電池として複数直列に接続した組電池（電池パック）は、車両搭載用高出力電源（バッテリ）として好ましく用いられるものとして期待されている。なお、この種の高出力電源（バッテリ）に関する従来技術として、例えば特許文献１、２が開示されている。 Lithium-ion batteries, nickel-metal hydride batteries and other secondary batteries or capacitors and other storage elements are used as unit cells, and a battery pack formed by connecting a plurality of unit cells in series is used as a power source for vehicle mounting, It is becoming increasingly important as a power source for personal computers and mobile terminals. In particular, an assembled battery (battery pack) in which a plurality of lithium ion batteries that are lightweight and obtain high energy density are connected in series as single cells is expected to be preferably used as a high-output power supply (battery) for mounting on a vehicle. For example, Patent Documents 1 and 2 are disclosed as conventional techniques related to this type of high-output power supply (battery).

特表２００３−５３３８４４号公報Special Table 2003-533844 特開２００１−３０７７８３号公報JP 2001-307783 A

ところで、この種の複数の単電池から構成された組電池においては、不良単電池の存在や充電装置の故障による誤作動があった場合、単電池に通常以上の電流が供給され、単電池内で異常な発熱が生じることが想定される。また、自動車等の車両に搭載される組電池は、搭載スペースが制限されることに加えて振動が発生する状態での使用が前提となることから、多数の単電池を配列し且つ拘束した状態（即ち各単電池を相互に固定した状態）の組電池が構築される。このように個々の単電池を相互に固定した組電池において、上記のように単電池の一部に異常発熱が生じると、最初に発熱した異常単電池からの熱によって隣接する正常な単電池も次第に熱せられ、該正常な単電池も連鎖的に発熱に至るケースが考えられる。安全性や高信頼性の観点からは、そのような単電池間の連鎖発熱を抑制・遅延して、発熱した異常単電池を速やかに回収して処理することが望ましい。 By the way, in an assembled battery composed of a plurality of unit cells of this type, when there is a malfunction due to the presence of a defective unit cell or a failure of a charging device, an electric current higher than usual is supplied to the unit cell. It is assumed that abnormal heat generation occurs. In addition, the assembled battery mounted on a vehicle such as an automobile is assumed to be used in a state in which vibration is generated in addition to limiting the mounting space, so that a number of single cells are arranged and restrained An assembled battery (that is, a state in which the individual cells are fixed to each other) is constructed. In the assembled battery in which the individual cells are fixed to each other in this way, when abnormal heat generation occurs in a part of the single cells as described above, the adjacent normal single cells are also heated by the heat from the abnormal battery cells that first generated heat. It can be considered that the normal unit cells are gradually heated and generate heat in a chain. From the viewpoint of safety and high reliability, it is desirable to suppress and delay such chain heat generation between the unit cells, and to quickly collect and process the abnormal unit cells that have generated heat.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、一部の単電池に熱異常が発生した際に隣接する単電池間の連鎖発熱を抑制することができる電池パックを提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and its main purpose is to provide a battery pack capable of suppressing chain heat generation between adjacent unit cells when a thermal abnormality occurs in some unit cells. Is to provide.

本発明によって提供される電池パックは、複数の充放電可能な単電池が直列に接続されて構成された電池パックである。上記複数の単電池は、所定方向に配列され且つ該配列方向に荷重が加えられた状態で拘束されている。上記配列された単電池間の間隙の少なくとも一箇所には、該単電池とともに前記配列方向に荷重が加えられた状態で拘束される冷却用スペーサーが配置されている。上記冷却用スペーサーは、隣接する単電池より生じた熱を吸熱する冷却用媒体であって吸熱により固体から液体に相変化し得る相変化物質からなる媒体（以下「ＰＣＭ媒体（Phase Change Material）と称する。）を有している。上記ＰＣＭ媒体は、固体時に上記冷却用スペーサーに保持されるとともに、該固体から液体に相変化すると上記冷却用スペーサーの外部へ流れ出すように配置されている。 The battery pack provided by the present invention is a battery pack configured by connecting a plurality of chargeable / dischargeable cells in series. The plurality of unit cells are arranged in a predetermined direction and are restrained in a state where a load is applied in the arrangement direction. A cooling spacer that is constrained in a state where a load is applied in the arrangement direction together with the unit cells is disposed in at least one portion of the gap between the unit cells arranged. The cooling spacer is a cooling medium that absorbs heat generated from an adjacent unit cell, and is a medium made of a phase change material (hereinafter referred to as “PCM medium (Phase Change Material)”) that can change phase from a solid to a liquid by endotherm. The PCM medium is held by the cooling spacer when solid, and is arranged to flow out of the cooling spacer when the phase changes from the solid to the liquid.

本発明に係る電池パックによれば、冷却用スペーサーは、隣接する単電池より生じた熱を吸熱する冷却用媒体であって吸熱時に固体から液体に相変化するＰＣＭ媒体を有しているので、電池パックを構成する単電池の何れかに異常発熱（例えば過充電等による許容範囲を超えた高温熱）が生じた場合でも、ＰＣＭ媒体による吸熱作用（すなわち、ＰＣＭ媒体が固体から液体に相変化するときの潜熱により単電池から発せられた熱を吸収する作用）によって、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇を抑制（例えば遅延）することができる。 According to the battery pack according to the present invention, the cooling spacer has a PCM medium that is a cooling medium that absorbs heat generated from adjacent unit cells and that changes phase from solid to liquid upon heat absorption. Even if abnormal heat generation (for example, high temperature heat exceeding the allowable range due to overcharge, etc.) occurs in any of the cells constituting the battery pack, the endothermic action by the PCM medium (that is, the phase change of the PCM medium from solid to liquid) The temperature rise of the unit cell adjacent to the abnormal heating cell can be suppressed (for example, delayed) by the action of absorbing the heat generated from the unit cell by the latent heat at the time.

加えて、ＰＣＭ媒体は、固体時に冷却用スペーサーに保持され、液体時に冷却用スペーサーの外部へ流れ出すように配置されているので、吸熱時に固体から液体に相変化したＰＣＭ媒体は、冷却用スペーサーの外部へ流出する。そのため、ＰＣＭ媒体の流出後は、ＰＣＭ媒体の収容スペースに空隙が形成されることになる。この新たに形成された空隙（ＰＣＭ媒体の空きスペース）を冷却風の流通経路として利用することができ、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇をさらに抑制することができる。 In addition, since the PCM medium is arranged to be held by the cooling spacer when solid and to flow out of the cooling spacer when liquid, the PCM medium that has undergone a phase change from solid to liquid at the time of endotherm is absorbed by the cooling spacer. It flows out to the outside. Therefore, after the PCM medium flows out, a gap is formed in the PCM medium accommodation space. The newly formed gap (vacant space of the PCM medium) can be used as a cooling air flow path, and the temperature increase of the unit cell adjacent to the abnormal heating battery can be further suppressed.

すなわち、本発明の構成によれば、電池パックを構成する単電池の何れかに異常発熱が生じた場合でも、ＰＣＭ媒体による吸熱効果と、ＰＣＭ媒体流出後に形成された空隙による断熱効果との両方の作用によって、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇を効果的に抑制することができ、結果、電池パックを構成する単電池間の連鎖発熱を確実に防止することができる。 That is, according to the configuration of the present invention, even when abnormal heat generation occurs in any of the single cells constituting the battery pack, both the heat absorption effect by the PCM medium and the heat insulation effect by the gap formed after the PCM medium flows out are both. As a result, the temperature rise of the unit cells adjacent to the abnormal heat generation battery can be effectively suppressed, and as a result, chain heat generation between the unit cells constituting the battery pack can be reliably prevented.

本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows typically the structure of the battery pack which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows typically the structure of the battery pack which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観上面図である。It is an external appearance top view showing typically the composition of the battery pack concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観側面図である。It is an external appearance side view which shows typically the structure of the battery pack which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観上面図である。It is an external appearance top view showing typically the composition of the battery pack concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観側面図である。It is an external appearance side view which shows typically the structure of the battery pack which concerns on one Embodiment of this invention. 異常発熱に至った電池から熱が放出されたときに、該異常発熱電池に隣接する単電池の温度変化を示したグラフである。It is the graph which showed the temperature change of the cell adjacent to this abnormal heat generation battery, when heat is discharged | emitted from the battery which reached abnormal heat generation. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観側面図である。It is an external appearance side view which shows typically the structure of the battery pack which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観側面図である。It is an external appearance side view which shows typically the structure of the battery pack which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows typically the structure of the battery pack which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows typically the structure of the battery pack which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows typically the structure of the battery pack which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックの構成を模式的に示す外観上面図である。It is an external appearance top view showing typically the composition of the battery pack concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電池パックを備えた車両（自動車）を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the vehicle (automobile) provided with the battery pack which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、以下、複数のリチウムイオン電池１０を備えた電池パック１００を例にして本発明の電池パック１００の構造について詳細に説明する。なお、本発明をかかる実施形態に記載されたものに限定することを意図したものではない。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, members / parts having the same action are described with the same reference numerals. Hereinafter, the structure of the battery pack 100 of the present invention will be described in detail by taking the battery pack 100 including the plurality of lithium ion batteries 10 as an example. It should be noted that the present invention is not intended to be limited to that described in the embodiment. In addition, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each drawing do not reflect actual dimensional relationships.

＜実施形態１＞
図１を参照しながら本実施形態の電池パック１００の構成について説明する。図１は本実施形態の電池パック１００の構成を模式的に示す斜視図である。 <Embodiment 1>
The configuration of the battery pack 100 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the battery pack 100 of the present embodiment.

本実施形態の電池パック１００は、車両に搭載される電池パックである。この電池パック１００は、複数の充放電可能な単電池（リチウムイオン電池）１０が直列に接続されて構成されている。図示した例では、同形状の４個の単電池１０が一定の間隔で直列に配列されている The battery pack 100 of this embodiment is a battery pack mounted on a vehicle. The battery pack 100 includes a plurality of chargeable / dischargeable cells (lithium ion batteries) 10 connected in series. In the illustrated example, four unit cells 10 having the same shape are arranged in series at regular intervals.

単電池１０は、正極および負極を備える電極体と、該電極体および電解質を収容する容器５０とを備える。本実施形態の電極体は、典型的な組電池に装備される単電池と同様、所定の電池構成材料（正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等）から構成されている。また、ここでは電極体として扁平形状の捲回電極体が用いられている。 The unit cell 10 includes an electrode body that includes a positive electrode and a negative electrode, and a container 50 that houses the electrode body and an electrolyte. The electrode body of the present embodiment is composed of predetermined battery constituent materials (active materials for positive and negative electrodes, current collectors for positive and negative electrodes, separators, etc.) as well as single cells equipped in typical assembled batteries. Yes. Here, a flat wound electrode body is used as the electrode body.

本実施形態の容器５０は扁平形状の捲回電極体を収容し得る形状（図示した例では箱型）を有する。また、容器５０の材質は、典型的な単電池で使用されるものと同じであればよく特に制限はないが、組電池自体の軽量化の観点から、例えば薄い金属製或いは合成樹脂製の容器が使用され得る。 The container 50 of the present embodiment has a shape (box shape in the illustrated example) that can accommodate a flat wound electrode body. The material of the container 50 is not particularly limited as long as it is the same as that used for a typical unit cell, but from the viewpoint of reducing the weight of the assembled battery itself, for example, a thin metal or synthetic resin container Can be used.

容器５０の上面には、捲回電極体の正極と電気的に接続する正極端子７０、および負極と電気的に接続する負極端子７２が設けられている。そして、隣接する単電池１０間において一方の正極端子７０と他方の負極端子７２とが接続具７４によって電気的に接続される。このように各単電池１０を直列に接続することにより、所望する電圧を有する電池パック１００が構築され得る。 On the upper surface of the container 50, a positive electrode terminal 70 electrically connected to the positive electrode of the wound electrode body and a negative electrode terminal 72 electrically connected to the negative electrode are provided. Then, between the adjacent unit cells 10, one positive terminal 70 and the other negative terminal 72 are electrically connected by a connector 74. Thus, the battery pack 100 which has a desired voltage can be constructed | assembled by connecting each cell 10 in series.

次に、本実施形態の複数の単電池１０を配列して拘束する方法について説明する。本実施形態の単電池１０は、所定方向に配列され且つ該配列方向に荷重が加えられた状態で拘束されている。具体的には、複数の単電池１０は、それぞれの正極端子７０および負極端子７２が交互に配置されるように一つずつ反転させて配置されており、容器５０の側壁（容器５０の幅広な面、即ち容器５０内に収容される捲回電極体の扁平面に対応する面）が対向する方向に配列される。 Next, a method for arranging and restraining the plurality of unit cells 10 of the present embodiment will be described. The unit cells 10 of the present embodiment are constrained in a state where they are arranged in a predetermined direction and a load is applied in the arrangement direction. Specifically, the plurality of single cells 10 are arranged by being inverted one by one so that the positive terminals 70 and the negative terminals 72 are alternately arranged, and the side wall of the container 50 (the width of the container 50 is wide). The surfaces, that is, the surfaces corresponding to the flat surfaces of the wound electrode bodies accommodated in the container 50) are arranged in the facing direction.

このように配列させた単電池１０の周囲には、複数の単電池１０をまとめて拘束する拘束部材が配備される。即ち、単電池配列方向の最外側に位置する単電池１０の更に外側には、一対の拘束板６０Ａ，６０Ｂが配置される。また、当該一対の拘束板６０Ａ，６０Ｂを架橋するように締付け用ビーム材６２が取り付けられる。そして、ビーム材６２の端部をビス６４により拘束板６０Ａ，６０Ｂに締め付け且つ固定することによって上記単電池１０をその配列方向に所定の荷重が加わるように拘束することができる。 A restraining member that restrains the plurality of unit cells 10 together is provided around the unit cells 10 arranged in this way. That is, a pair of restraining plates 60A and 60B are arranged on the outer side of the unit cell 10 located on the outermost side in the unit cell arrangement direction. Further, a fastening beam member 62 is attached so as to bridge the pair of restraining plates 60A and 60B. Then, by tightening and fixing the ends of the beam member 62 to the restraining plates 60A and 60B with screws 64, the unit cell 10 can be restrained so that a predetermined load is applied in the arrangement direction.

また、図２に示すように、このように拘束された単電池１０間の間隙の少なくとも一箇所（図示した例では配列する各単電池１０間及び単電池配列方向の両アウトサイド）には冷却用スペーサー２０が配置される。冷却用スペーサー２０は板状部材であり、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などの耐熱性に優れた樹脂材料から構成すると良い。この冷却用スペーサー２０は、隣接する単電池１０の容器側壁１２に密接して配置されており、充放電時に単電池１０内で発生した熱（例えば過充電等による許容範囲を超えた高温熱）を冷却させるための冷却板としての役割を持つ。即ち、冷却用スペーサー２０は、隣接する単電池１０より生じた熱を吸熱する冷却用媒体２８を有している。 Further, as shown in FIG. 2, at least one of the gaps between the unit cells 10 thus constrained (in the illustrated example, between the unit cells 10 arranged and both outsides in the unit cell arrangement direction) is cooled. A spacer 20 is disposed. The cooling spacer 20 is a plate-like member and is preferably made of a resin material having excellent heat resistance such as polyphenylene sulfide (PPS). The cooling spacer 20 is disposed in close contact with the container side wall 12 of the adjacent unit cell 10, and heat generated in the unit cell 10 during charging / discharging (for example, high temperature heat exceeding an allowable range due to overcharge or the like). It has a role as a cooling plate for cooling. That is, the cooling spacer 20 has a cooling medium 28 that absorbs heat generated from the adjacent unit cells 10.

冷却用媒体２８は、単電池１０より生じた熱を吸熱する冷却用媒体であって、吸熱により固体から液体に相変化するＰＣＭ媒体から構成されている。ＰＣＭ媒体２８は、固体から液体に相変化するときの潜熱（融解熱）により単電池１０から発せられた熱（例えば過充電等による許容範囲を超えた高温熱）を吸収し、この潜熱（融解熱）の分だけ単電池１０の温度上昇を抑制する。このようなＰＣＭ媒体としては例えば結晶状のエリスリトール（融点１１９℃、潜熱量３４０ｋＪ／ｋｇ）を好ましく用いることができる。使用するＰＣＭ媒体は、電池の用途や具体的構成（例えば電池の使用目的に応じた吸収可能なＰＣＭ潜熱量など）に応じて適当なものを選択すると良い。また、ＰＣＭ媒体２８は、固体時に冷却用スペーサー２０に保持され、液体時に冷却用スペーサー２０の外部へ流れ出すように配置されている。すなわち、ＰＣＭ媒体２８は、熱正常時には冷却用スペーサー２０に保持され、熱異常時には単電池１０より発せられた高温熱を吸収し、固体から液体に相変化した後、冷却用スペーサー２０の外部へ排出されるようになっている。 The cooling medium 28 is a cooling medium that absorbs heat generated from the unit cell 10 and is composed of a PCM medium that changes phase from a solid to a liquid by absorbing heat. The PCM medium 28 absorbs heat (for example, high-temperature heat exceeding an allowable range due to overcharging) generated by the unit cell 10 due to latent heat (melting heat) when the phase changes from solid to liquid, and this latent heat (melting). The temperature rise of the unit cell 10 is suppressed by the amount of (heat). As such a PCM medium, for example, crystalline erythritol (melting point: 119 ° C., latent heat amount: 340 kJ / kg) can be preferably used. As the PCM medium to be used, an appropriate one may be selected according to the use and specific configuration of the battery (for example, the amount of PCM latent heat that can be absorbed according to the intended use of the battery). The PCM medium 28 is arranged so as to be held by the cooling spacer 20 when solid, and to flow out of the cooling spacer 20 when liquid. That is, the PCM medium 28 is held by the cooling spacer 20 when the heat is normal, absorbs the high-temperature heat generated from the unit cell 10 when the heat is abnormal, changes phase from solid to liquid, and then goes outside the cooling spacer 20. It is supposed to be discharged.

さらに図３および図４を加えて、冷却用スペーサー２０の構成について説明する。図３は冷却用スペーサー２０と単電池１０との位置関係を示す上面模式図であり、図４は冷却用スペーサー２０と単電池１０との位置関係を示す側面模式図である。図４では冷却用スペーサー２０を挟む２つの単電池１０のうちの一方を省略して示してある。 Further, the configuration of the cooling spacer 20 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic top view showing the positional relationship between the cooling spacer 20 and the unit cell 10, and FIG. 4 is a schematic side view showing the positional relationship between the cooling spacer 20 and the unit cell 10. In FIG. 4, one of the two unit cells 10 sandwiching the cooling spacer 20 is omitted.

この実施形態では、冷却用スペーサー２０は、図３に示すように、隣接する単電池１０の容器側壁１２に対向する面であって単電池１０の容器側壁１２を押圧する押圧面を有している。該押圧面には拘束時に容器側壁１２に押しつけられる押圧凸部２４と該単電池の容器側壁１２に接触しない非接触凹部２６とが形成されている。そして、非接触凹部２６と単電池１０の容器側壁１２との間に形成された空隙にＰＣＭ媒体２８が保持されている。また、非接触凹部２６の一端は、外部に開放された開口端２６ａとなっている。そのため、非接触凹部２６の空隙に保持されたＰＣＭ媒体２８は、吸熱して液相に変化した後、非接触凹部２６の開口端２６ａを通じて冷却用スペーサー２０の外部へ流れ出すようになっている。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the cooling spacer 20 has a pressing surface that faces the container side wall 12 of the adjacent unit cell 10 and presses the container side wall 12 of the unit cell 10. Yes. The pressing surface is formed with a pressing convex portion 24 that is pressed against the container side wall 12 when restrained and a non-contact concave portion 26 that does not contact the container side wall 12 of the unit cell. The PCM medium 28 is held in a gap formed between the non-contact recess 26 and the container side wall 12 of the unit cell 10. Further, one end of the non-contact recess 26 is an open end 26a that is open to the outside. Therefore, the PCM medium 28 held in the gap of the non-contact concave portion 26 absorbs heat and changes to a liquid phase, and then flows out of the cooling spacer 20 through the opening end 26a of the non-contact concave portion 26.

この実施形態では、冷却用スペーサー２０の押圧面には、高さ方向に直線状に形成された押圧凸部２４と非接触凹部２６とが交互に形成されている。そして、非接触凹部２６の下端は、外部に開放された開口端２６ａとなっている。そのため、非接触凹部２６の空隙に保持されたＰＣＭ媒体２８は、吸熱して液相に変化した後、非接触凹部２６の下側開口端２６ａを通じて冷却用スペーサー２０の外部へと流れ出す（矢印９０参照）。 In this embodiment, on the pressing surface of the cooling spacer 20, pressing convex portions 24 and non-contact concave portions 26 that are linearly formed in the height direction are alternately formed. And the lower end of the non-contact recessed part 26 becomes the open end 26a open | released outside. Therefore, the PCM medium 28 held in the gap of the non-contact concave portion 26 absorbs heat and changes into a liquid phase, and then flows out of the cooling spacer 20 through the lower opening end 26a of the non-contact concave portion 26 (arrow 90). reference).

図５及び図６は、上記のように液化したＰＣＭ媒体２８が冷却用スペーサー２０から流出した後の状態を示している。図５に示すように、ＰＣＭ媒体２８の流出後は、ＰＣＭ媒体２８の収容スペース、即ち非接触凹部２６と単電池容器側壁１２との間のスペースに空隙２９が形成される。この新たに形成された空隙（ＰＣＭ媒体の空きスペース）２９には、空気が導入される。これによって、単電池１０で発生した熱をさらに効率よく放散させることができる。この実施形態では、図６に示すように、非接触凹部２６の下側開口端２６ａに加えて、非接触凹部２６の上端も外部に開放された開口端２６ｂとなっている。そのため、ＰＣＭ媒体２８の流出後、非接触凹部２６の上側開口端２６ｂおよび下側開口端２６ａを通じて縦方向（高さ方向）に空気が流通する。このことによって、異常発熱電池に隣接する単電池１０の温度上昇を効果的に抑制することができる。 5 and 6 show a state after the PCM medium 28 liquefied as described above flows out of the cooling spacer 20. As shown in FIG. 5, after the PCM medium 28 flows out, a gap 29 is formed in the accommodation space of the PCM medium 28, that is, the space between the non-contact recess 26 and the unit cell container side wall 12. Air is introduced into the newly formed gap (vacant space of the PCM medium) 29. Thereby, the heat generated in the unit cell 10 can be dissipated more efficiently. In this embodiment, as shown in FIG. 6, in addition to the lower open end 26a of the non-contact recess 26, the upper end of the non-contact recess 26 is also an open end 26b opened to the outside. Therefore, after the PCM medium 28 flows out, air flows in the vertical direction (height direction) through the upper opening end 26b and the lower opening end 26a of the non-contact recess 26. By this, the temperature rise of the cell 10 adjacent to an abnormal heat generation battery can be suppressed effectively.

本実施形態に係る電池パック１００によれば、冷却用スペーサー２０は、隣接する単電池１０より生じた熱を吸熱する冷却用媒体であって吸熱時に固体から液体に相変化するＰＣＭ媒体２８を有するため、電池パック１００を構成する単電池１０の何れかに異常発熱が生じた場合でも、まず、ＰＣＭ媒体２８による吸熱作用によって、異常発熱電池に隣接する単電池１０の温度上昇を抑制（例えば遅延）することができる。 According to the battery pack 100 according to the present embodiment, the cooling spacer 20 has a PCM medium 28 that is a cooling medium that absorbs heat generated from the adjacent unit cells 10 and that changes phase from a solid to a liquid when the heat is absorbed. Therefore, even when abnormal heat generation occurs in any of the single cells 10 constituting the battery pack 100, first, the temperature increase of the single cells 10 adjacent to the abnormal heat generation cells is suppressed by the endothermic action of the PCM medium 28 (for example, a delay). )can do.

その際、固体から液体に相変化したＰＣＭ媒体２８は、図４に示すように、非接触凹部２６の下側開口端２６ａを通じて冷却用スペーサー２０の外部に流れ出す（矢印９０）。ＰＣＭ媒体２８の流出後は、図５に示すように、ＰＣＭ媒体２８の収容スペースに空隙２９が形成される。この新たに形成された空隙（ＰＣＭ媒体の空きスペース）２９を冷却風の流通経路として利用することができ、異常発熱電池に隣接する単電池１０の温度上昇をさらに抑制することができる。 At that time, the PCM medium 28 that has changed from solid to liquid flows out of the cooling spacer 20 through the lower opening end 26a of the non-contact recess 26 (arrow 90), as shown in FIG. After the PCM medium 28 flows out, an air gap 29 is formed in the accommodation space of the PCM medium 28 as shown in FIG. This newly formed gap (vacant space of the PCM medium) 29 can be used as a cooling air flow path, and the temperature rise of the unit cell 10 adjacent to the abnormal heating battery can be further suppressed.

すなわち、本実施形態の構成によれば、電池パック１００を構成する単電池１０の何れかに異常発熱が生じた場合でも、ＰＣＭ媒体２８による吸熱作用と、ＰＣＭ媒体２８の流出後の空きスペース２９による断熱作用との両方の効果によって、異常発熱電池に隣接する単電池１０の温度上昇を効果的に（効率よく）抑制することができ、結果、電池パック１００を構成する単電池１０間の連鎖発熱を確実に防止することができる。 That is, according to the configuration of the present embodiment, even when abnormal heat generation occurs in any of the unit cells 10 constituting the battery pack 100, the heat absorption action by the PCM medium 28 and the empty space 29 after the PCM medium 28 flows out. As a result, the temperature rise of the unit cells 10 adjacent to the abnormal heat generating battery can be effectively (effectively) suppressed, and as a result, the chain between the unit cells 10 constituting the battery pack 100 can be suppressed. Heat generation can be reliably prevented.

図７は本実施形態を適用し、異常発熱に至った電池から熱が放出されたときに、該異常発熱電池に隣接する単電池の温度変化を示したグラフである。図７に示すように、ＰＣＭ媒体２８は、相変化するため潜熱を必要とする。その間は固液混合の相状態となって温度上昇しないため、異常発熱電池に隣接する単電池１０の温度上昇を抑制・遅延することができ、電池間の連鎖発熱を防止することができる。 FIG. 7 is a graph showing a temperature change of a single cell adjacent to the abnormal heat generating battery when heat is released from the battery that has been abnormally heated by applying this embodiment. As shown in FIG. 7, the PCM medium 28 requires latent heat because of the phase change. In the meantime, the temperature of the unit cell 10 adjacent to the abnormal heat generating battery can be suppressed / delayed and the chain heat generation between the batteries can be prevented since the temperature does not increase due to the solid-liquid mixed phase.

例えば、ＰＣＭ媒体２８として結晶状のエリスリトール（融点１１９℃、潜熱量３４０ｋＪ／ｋｇ）を使用し、異常発熱に至った電池からの発熱量が１００ｋＪであったとする。その場合、１００／３４０＝０．２９４ｋｇのエリスリトールを冷却用スペーサー２０に保持させておけば、エリスリトールの融点である１１９℃までは温度上昇するが、その後の熱量はエリスリトールの固体から液体への相変化に消費され、隣接する単電池１０の温度上昇を抑制することができる。 For example, it is assumed that crystalline erythritol (melting point: 119 ° C., latent heat amount: 340 kJ / kg) is used as the PCM medium 28, and the heat generation amount from the battery that has caused abnormal heat generation is 100 kJ. In this case, if 100/340 = 0.294 kg of erythritol is held in the cooling spacer 20, the temperature rises to 119 ° C., which is the melting point of erythritol, but the amount of heat thereafter increases from the solid to liquid phase of erythritol. It is consumed by a change and the temperature rise of the adjacent unit cell 10 can be suppressed.

エリスリトールが完全に液相に変化した後は、更なる投入熱量に応じて隣接する単電池１０が温度上昇していく。しかし、本実施形態では、液相に変化したエリスリトールは、非接触凹部２６の下側開口端２６ａを通じて冷却用スペーサー２０の外部に排出され、冷却用スペーサー２０の内部に新たに空気が導入されるので、高い断熱効果を得ることができる。そのため、エリスリトールが完全に液相に変化した後においても、隣接する単電池１０の温度上昇を抑制・遅延することができる。 After erythritol completely changes to the liquid phase, the adjacent unit cell 10 rises in temperature according to the further input heat amount. However, in the present embodiment, the erythritol changed to the liquid phase is discharged to the outside of the cooling spacer 20 through the lower opening end 26a of the non-contact recess 26, and air is newly introduced into the cooling spacer 20. Therefore, a high heat insulating effect can be obtained. Therefore, even after erythritol completely changes to the liquid phase, the temperature rise of the adjacent unit cell 10 can be suppressed / delayed.

なお、図４に示すように、液相に変化したＰＣＭ媒体２８は、非接触凹部２６の下側開口端２６ａを通じて冷却用スペーサー２０の外部に排出される。その際、排出されたＰＣＭ媒体２８が電池パック１００の他の部分を汚染しないように、電池パックの下部（冷却用スペーサー２０の下方）に受け皿８０を設けると良い。受け皿８０の形状は、ＰＣＭ媒体２８が排出される方向に応じて適当に調整すると良い。また、受け皿８０の一部にドレン（液抜き弁）８２を形成し、該ドレン８２を介してＰＣＭ媒体２８を回収しても良い。この場合、回収したＰＣＭ媒体２８を再利用することができる。 As shown in FIG. 4, the PCM medium 28 changed to the liquid phase is discharged to the outside of the cooling spacer 20 through the lower opening end 26 a of the non-contact recess 26. At that time, a tray 80 may be provided in the lower part of the battery pack (below the cooling spacer 20) so that the discharged PCM medium 28 does not contaminate other parts of the battery pack 100. The shape of the tray 80 may be appropriately adjusted according to the direction in which the PCM medium 28 is discharged. In addition, a drain (liquid drain valve) 82 may be formed in a part of the tray 80, and the PCM medium 28 may be collected via the drain 82. In this case, the collected PCM medium 28 can be reused.

さらに、図８〜図１２を参照しつつ、本発明に係る電池パックの他の実施形態について説明する。 Furthermore, another embodiment of the battery pack according to the present invention will be described with reference to FIGS.

＜実施形態２＞
本実施形態は、実施形態１に係る電池パックと概ね同様の構成を有し、ただし冷却用スペーサーに直線状に設けられた凹凸形状の形成方向が異なる電池パックの一例である。この電池パックの要部の構造を図８に模式的に示す。 <Embodiment 2>
The present embodiment is an example of a battery pack having substantially the same configuration as that of the battery pack according to the first embodiment, except that the formation direction of the uneven shape provided linearly on the cooling spacer is different. The structure of the main part of this battery pack is schematically shown in FIG.

この実施形態では、冷却用スペーサー２２０の押圧面には、水平方向に対して斜めに傾いた非接触凹部２２６と押圧凸部２２４とが交互に形成されている。そして、非接触凹部２２６と単電池１０の容器側壁１２との間に形成された空隙にＰＣＭ媒体２２８が保持されている。また、非接触凹部２２６の下端及び上端は、外部に開放された開口端２２６ａ、２２６ｂとなっている。そのため、非接触凹部２２６の空隙に保持されたＰＣＭ媒体２２８は、吸熱して液相に変化した後、非接触凹部２２６の下側開口端２２６ａを通じて斜め下方向に流出し、冷却用スペーサー２２０の外部へと流れ出すようになっている（矢印２９０参照）。そして、ＰＣＭ媒体２２８の排出後、冷却用スペーサー２２０の内部には、非接触凹部２２６の下側開口端２２６ａ及び上側開口端２２６ｂを通じて空気が導入され、これにより、冷却風の流路が構築され得る。かかる冷却風は、非接触凹部２２６の下側開口端２２６ａ及び上側開口端２２６ｂを通じて斜め方向（略横方向）に流通する。 In this embodiment, non-contact concave portions 226 and press convex portions 224 that are inclined obliquely with respect to the horizontal direction are alternately formed on the pressing surface of the cooling spacer 220. The PCM medium 228 is held in a gap formed between the non-contact recess 226 and the container side wall 12 of the unit cell 10. Moreover, the lower end and upper end of the non-contact recessed part 226 are the open ends 226a and 226b opened to the outside. Therefore, after the PCM medium 228 held in the gap of the non-contact recess 226 absorbs heat and changes to a liquid phase, the PCM medium 228 flows obliquely downward through the lower opening end 226a of the non-contact recess 226, and the cooling spacer 220 It flows out to the outside (see arrow 290). Then, after the PCM medium 228 is discharged, air is introduced into the cooling spacer 220 through the lower opening end 226a and the upper opening end 226b of the non-contact recess 226, thereby forming a cooling air flow path. obtain. The cooling air flows in an oblique direction (substantially lateral direction) through the lower opening end 226a and the upper opening end 226b of the non-contact recess 226.

かかる構成によれば、水平方向に対して斜めに傾いた非接触凹部２２６の下端は、外部に開放された開口端２２６ａとなっているので、非接触凹部２２６の空隙に保持されたＰＣＭ媒体２２８を、液相に変化した後、非接触凹部２２６の下側開口端２２６ａを通じて斜め下方向に流すことができ、冷却用スペーサー２２０の外部へスムーズに排出することができる。加えて、ＰＣＭ媒体２２８を排出した後、冷却用スペーサー２２０の内部に導入した冷却風を略横方向（斜め方向）に流すことができる。略横方向（斜め方向）の冷却風は流れの制御が容易なため、単電池から生じた熱を安定して放散させることができる。すなわち、本実施形態の構成によれば、ＰＣＭ媒体２２８を斜め下方向に流してスムーズに排出しつつ、冷却風を略横方向（斜め方向）に流すことができ、ＰＣＭ媒体の流出方向と冷却風の流路方向とを両者にとって好ましい態様で共存させることができる。 According to such a configuration, the lower end of the non-contact concave portion 226 inclined obliquely with respect to the horizontal direction is the open end 226a opened to the outside, and therefore the PCM medium 228 held in the gap of the non-contact concave portion 226. Can be made to flow obliquely downward through the lower opening end 226a of the non-contact recess 226 and smoothly discharged to the outside of the cooling spacer 220. In addition, after the PCM medium 228 is discharged, the cooling air introduced into the cooling spacer 220 can flow in a substantially horizontal direction (oblique direction). Since the cooling air in the substantially horizontal direction (oblique direction) is easy to control the flow, the heat generated from the single cell can be stably dissipated. That is, according to the configuration of the present embodiment, the cooling air can be allowed to flow in a substantially horizontal direction (oblique direction) while smoothly discharging the PCM medium 228 in a diagonally downward direction, and the outflow direction and cooling of the PCM medium. The flow direction of the wind can coexist in a manner preferable for both.

＜実施形態３＞
本実施形態は、実施形態２に係る電池パックと概ね同様の構成を有し、ただし水平方向に対して斜めに傾いた凹凸形状（押圧凸部と非接触凹部）が左右一対に形成されている電池パックの一例である。この電池パックの要部の構造を図９に模式的に示す。 <Embodiment 3>
The present embodiment has substantially the same configuration as the battery pack according to the second embodiment, except that a concave and convex shape (a pressing convex portion and a non-contact concave portion) inclined obliquely with respect to the horizontal direction is formed in a pair of left and right. It is an example of a battery pack. The structure of the main part of this battery pack is schematically shown in FIG.

この実施形態では、斜めに傾いた非接触凹部３２６が左右対称となるように形成されている。すなわち、左側の非接触凹部３２７ａは、左側から中央側にかけて斜め上方向に傾斜し、右側の非接触凹部３２７ｂは、右側から中央側にかけて斜め上方向に傾斜するように形成されている。そのため、左側の非接触凹部３２７ａの空隙に保持されたＰＣＭ媒体３２８ａは、吸熱して液相に変化した後、左側の非接触凹部３２７ａの下側開口端３２６ａを通じて左斜め下方向に流出し、冷却用スペーサー３２０の外部へと流れ出す（矢印３９０ａ参照）。一方、右側の非接触凹部３２７ｂの空隙に保持されたＰＣＭ媒体３２８ｂは、吸熱して液相に変化した後、右側の非接触凹部３２７ｂの下側開口端３２６ｂを通じて右斜め下方向に流出し、冷却用スペーサー３２０の外部へと流れ出す（矢印３９０ｂ参照）。 In this embodiment, the non-contact recessed part 326 inclined diagonally is formed so as to be symmetrical. That is, the left non-contact recess 327a is inclined obliquely upward from the left to the center, and the right non-contact recess 327b is inclined obliquely upward from the right to the center. Therefore, after the PCM medium 328a held in the gap of the left non-contact recess 327a absorbs heat and changes to a liquid phase, the PCM medium 328a flows obliquely downward to the left through the lower opening end 326a of the left non-contact recess 327a, It flows out of the cooling spacer 320 (see arrow 390a). On the other hand, the PCM medium 328b held in the gap of the right non-contact recess 327b is absorbed into heat and changed into a liquid phase, and then flows downward and obliquely downward through the lower opening end 326b of the right non-contact recess 327b. It flows out of the cooling spacer 320 (see arrow 390b).

このように、本実施形態では、左右の非接触凹部３２７ａ、３２７ｂの空隙に保持されたＰＣＭ媒体３２８ａ、３２８ｂは、液相に変化した後、左側の非接触凹部３２７ａの開口端３２６ａと右側の非接触凹部３２７ｂの開口端３２６ｂとにそれぞれ分かれて流出し、冷却用スペーサー３２０の外部に排出される。そのため、液相に変化したＰＣＭ媒体を左右に分かれた２つの開口端３２６ａ、３２６ｂを通じて効率よく排出することができる。また、非接触凹部３２６の開口端を通過するＰＣＭ媒体量が半分になるので、非接触凹部の開口端の目詰まりを防止することができる。 As described above, in the present embodiment, the PCM media 328a and 328b held in the gaps of the left and right non-contact recesses 327a and 327b change to the liquid phase, and then the opening end 326a of the left non-contact recess 327a and the right side The non-contact concave portion 327b is separated into the open end 326b and flows out, and is discharged to the outside of the cooling spacer 320. Therefore, the PCM medium changed to the liquid phase can be efficiently discharged through the two open ends 326a and 326b divided into the left and right. Further, since the amount of the PCM medium passing through the opening end of the non-contact recess 326 is halved, it is possible to prevent clogging of the opening end of the non-contact recess.

＜実施形態４＞
本実施形態は、図８に示した実施形態２に係る電池パックと概ね同様の構成を有し、ただし非接触凹部２６の空隙にＰＣＭ媒体が１つ飛ばしに保持されている電池パックの一例である。この電池パックの要部の構造を図１０に模式的に示す。図１０は図８の冷却用スペーサー（斜め方向に延びた非接触凹部を有する冷却用スペーサー）を幅方向に切断した断面の一部を示す断面模式図である。 <Embodiment 4>
The present embodiment is an example of a battery pack having substantially the same configuration as the battery pack according to the second embodiment shown in FIG. 8 except that one PCM medium is held in the gap of the non-contact recess 26. is there. The structure of the main part of this battery pack is schematically shown in FIG. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a part of a cross section of the cooling spacer of FIG. 8 (a cooling spacer having a non-contact recess extending in an oblique direction) cut in the width direction.

本実施形態に係る冷却用スペーサー４２０は、図８及び図１０に示すように、水平方向に対して傾斜した凹凸形状（押圧凸部４２４と非接触凹部４２６とが縦方向に交互に形成された凹凸形状）を有している。そして、非接触凹部４２６と単電池４１０の容器側壁４１２との間に形成された空隙にＰＣＭ媒体４２８が１つ飛ばしで保持されている。すなわち、縦方向（高さ方向）に配列した非接触凹部４２６と単電池４１０の容器側壁４１２との空隙には、ＰＣＭ媒体４２８と、ＰＣＭ媒体４２８が保持されていない空隙４２７とが交互に形成されている。この場合、ＰＣＭ媒体４２８が保持されていない空隙４２７には、非接触凹部４２６の開口端（図示せず）を通じて空気を導入することができ、これにより、冷却風の流路を構築すると良い。この冷却風は、非接触凹部４２６の開口端を通じて略横方向（斜め方向）に流通する。 As shown in FIGS. 8 and 10, the cooling spacer 420 according to the present embodiment has an uneven shape inclined with respect to the horizontal direction (press convex portions 424 and non-contact concave portions 426 are alternately formed in the vertical direction. (Uneven shape). Then, one PCM medium 428 is held in a gap formed between the non-contact recess 426 and the container side wall 412 of the unit cell 410. That is, the PCM medium 428 and the gap 427 in which the PCM medium 428 is not held are alternately formed in the gap between the non-contact recesses 426 arranged in the vertical direction (height direction) and the container side wall 412 of the unit cell 410. Has been. In this case, air can be introduced into the gap 427 in which the PCM medium 428 is not held through the open end (not shown) of the non-contact recess 426, and thereby a cooling air flow path is preferably constructed. The cooling air flows in a substantially lateral direction (oblique direction) through the open end of the non-contact recess 426.

かかる構成によれば、ＰＣＭ媒体４２８が冷却用スペーサー４２０の外部に排出される前段階において、ＰＣＭ媒体４２８による吸熱作用と、空気による断熱作用との両方の効果によって、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇を効果的に抑制することができる。 According to such a configuration, before the PCM medium 428 is discharged to the outside of the cooling spacer 420, a single unit adjacent to the abnormal heating battery is obtained by both the heat absorption action by the PCM medium 428 and the heat insulation action by the air. The rise in battery temperature can be effectively suppressed.

＜実施形態５＞
本実施形態は、図１０に示した実施形態４に係る電池パックと概ね同様の構成を有し、ただし非接触凹部の空隙にＰＣＭ媒体が保持されているのではなく、直線状に延びた筒部の内面にＰＣＭ媒体が保持されている電池パックの一例である。この電池パックの要部の構造を図１１に模式的に示す。 <Embodiment 5>
This embodiment has substantially the same configuration as that of the battery pack according to the fourth embodiment shown in FIG. 10, except that the PCM medium is not held in the gap of the non-contact recess, but extends in a straight line. It is an example of the battery pack by which the PCM medium is hold | maintained at the inner surface of a part. The structure of the principal part of this battery pack is schematically shown in FIG.

すなわち、本実施形態に係る冷却用スペーサー５２０は、図８及び図１１に示すように、水平方向に対して傾斜して直線状に延びた筒部５２５が縦方向（高さ方向）に並列に積層された積層構造を有している。かかる筒部５２５の内面５２６にＰＣＭ媒体５２８が導入されて保持されている。筒部５２５は、少なくとも外面５２４の一部が単電池５１０の容器側壁５１２に当接され、当該単電池５１０より発せられた熱をＰＣＭ媒体５２８に吸熱させるようになっている。その場合、吸熱したＰＣＭ媒体５２８は、液相に変化した後、筒部５２５の開口端（図示せず）を通じて冷却用スペーサー５２０の外部へ流れ出すように構成すると良い（図８の矢印２９０参照）。また、この実施形態では、筒部５２５の外面５２４と単電池５１０の容器側壁５１２との間に形成された空隙５２７に空気が導入され、これにより、冷却風の流路が構築される。この冷却風は、筒部５２５の開口端（図示せず）を通じて流通するようになっている。 That is, in the cooling spacer 520 according to this embodiment, as shown in FIGS. 8 and 11, the cylindrical portion 525 that is inclined with respect to the horizontal direction and extends linearly is arranged in parallel in the vertical direction (height direction). It has a laminated structure. A PCM medium 528 is introduced and held on the inner surface 526 of the cylindrical portion 525. At least a part of the outer surface 524 of the cylindrical portion 525 is brought into contact with the container side wall 512 of the unit cell 510, and the PCM medium 528 absorbs heat generated from the unit cell 510. In that case, the PCM medium 528 that has absorbed heat may be configured to flow out of the cooling spacer 520 through the open end (not shown) of the cylindrical portion 525 after changing to a liquid phase (see arrow 290 in FIG. 8). . Further, in this embodiment, air is introduced into the gap 527 formed between the outer surface 524 of the cylindrical portion 525 and the container side wall 512 of the unit cell 510, thereby constructing a cooling air flow path. The cooling air is circulated through an open end (not shown) of the cylindrical portion 525.

かかる構成によれば、ＰＣＭ媒体５２８を電池の容器側壁５１２に直接接触させなくても、電池５１０より発せられた熱をＰＣＭ媒体５２８に吸熱させることができる。また、ＰＣＭ媒体５２８が冷却用スペーサー５２０の外部に排出される前段階において、ＰＣＭ媒体５２８による吸熱作用と、空気による断熱作用との両方の効果によって、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇を効果的に抑制することができる。 According to such a configuration, the heat generated from the battery 510 can be absorbed by the PCM medium 528 without directly contacting the PCM medium 528 with the container side wall 512 of the battery. Further, before the PCM medium 528 is discharged to the outside of the cooling spacer 520, the temperature of the unit cell adjacent to the abnormal heating battery is increased by the effects of both the heat absorption action by the PCM medium 528 and the heat insulation action by the air. Can be effectively suppressed.

＜実施形態６＞
本実施形態は、図１０に示した実施形態４に係る電池パックと概ね同様の構成を有し、ただし図１０では、ＰＣＭ媒体と冷却風とが略横方向（斜め方向）に流通するのに対し、本実施形態では、ＰＣＭ媒体の流出経路と冷却風の流路とを分けて、ＰＣＭ媒体の流出経路を縦方向（高さ方向）とし、冷却風の流路を略横方向（斜め下方向）としている点で相違する。この電池パックの要部の構造を図１２に模式的に示す。 <Embodiment 6>
This embodiment has substantially the same configuration as the battery pack according to the fourth embodiment shown in FIG. 10, except that in FIG. 10, the PCM medium and the cooling air circulate in a substantially lateral direction (oblique direction). On the other hand, in this embodiment, the PCM medium outflow path and the cooling air flow path are separated, the PCM medium outflow path is set in the vertical direction (height direction), and the cooling air flow path is set in the substantially horizontal direction (diagonally downward). Direction). The structure of the principal part of this battery pack is schematically shown in FIG.

すなわち、本実施形態に係る冷却用スペーサー６２０は、図１２に示すように、隣接する単電池６１０の容器側壁６１２に対向する面であって単電池６１０の容器側壁６１２を押圧する押圧面を有している。該押圧面には単電池６１０の容器側壁６１２に押しつけられる押圧凸部６２４と該単電池の容器側壁６１２に接触しない非接触凹部６２６とが形成されている。そして、非接触凹部６２６と単電池６１０の容器側壁６１２との間に形成された空隙６２７に空気を導入することによって、冷却風の流路を構築している。この空隙６２７に導入された冷却風は、非接触凹部６２６の開口端（図示せず）を通じて流通する。また、冷却用スペーサー６２０の中央部分には、該スペーサー６２０の上面と下面とを貫通する貫通孔（図示した例では縦方向に直線状に延びた孔）６２５が形成されている。該貫通孔６２５の内面にＰＣＭ媒体６２８が保持されている。この場合、貫通孔６２５の内面に保持されたＰＣＭ媒体６２８は、液相に変化した後、貫通孔６２５の下側開口端を通じて冷却用スペーサー６２０の外部へ流れ出すように構成すると良い。 That is, as shown in FIG. 12, the cooling spacer 620 according to the present embodiment has a pressing surface that faces the container side wall 612 of the adjacent unit cell 610 and presses the container side wall 612 of the unit cell 610. is doing. On the pressing surface, a pressing protrusion 624 pressed against the container side wall 612 of the unit cell 610 and a non-contact recess 626 that does not contact the container side wall 612 of the unit cell are formed. And the flow path of a cooling wind is constructed | assembled by introduce | transducing air into the space | gap 627 formed between the non-contact recessed part 626 and the container side wall 612 of the cell 610. FIG. The cooling air introduced into the gap 627 flows through the open end (not shown) of the non-contact recess 626. Further, a through hole (hole extending linearly in the vertical direction in the illustrated example) 625 is formed in the central portion of the cooling spacer 620 so as to penetrate the upper surface and the lower surface of the spacer 620. A PCM medium 628 is held on the inner surface of the through hole 625. In this case, the PCM medium 628 held on the inner surface of the through hole 625 may be configured to flow out of the cooling spacer 620 through the lower opening end of the through hole 625 after changing to a liquid phase.

かかる構成によれば、ＰＣＭ媒体６２８と冷却風とを互いに異なる方向に流すことができ、図示した例では、ＰＣＭ媒体６２８を縦方向（高さ方向）にスムーズに排出することができ、冷却風を略横方向（斜め方向）にスムーズに流すことができる。結果、異常発熱電池に隣接する単電池の温度上昇を効果的に抑制することができる。 According to such a configuration, the PCM medium 628 and the cooling air can flow in different directions. In the illustrated example, the PCM medium 628 can be smoothly discharged in the vertical direction (height direction), and the cooling air Can flow smoothly in a substantially lateral direction (oblique direction). As a result, the temperature rise of the unit cell adjacent to the abnormal heat generating battery can be effectively suppressed.

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、本実施形態では、電池構造としてリチウムイオン電池を例示したが、本発明は、リチウムイオン電池以外の電池についても広く適用し得る。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and of course various modifications are possible. For example, in the present embodiment, a lithium ion battery is exemplified as the battery structure, but the present invention can be widely applied to batteries other than lithium ion batteries.

また、図３および図４に示した実施形態１では、冷却用スペーサー２０は、縦方向（高さ方向）に直線状に形成された押圧凸部２４と非接触凹部２６とが交互に形成された凹凸形状を有する一例を示したが、ＰＣＭ媒体２８を保持する凹凸パターンはこれに限定されない。例えば、図１３に示すように、押圧凸部２４と非接触凹部２６とが交互に形成されるパターンではなく、押圧凸部２４が１つ飛ばしに形成された凹凸パターンを形成しても良い。この場合、図３に示した構成に比べて、非接触凹部２６に保持されたＰＣＭ媒体２８と電池容器側壁１２との接触面積を大きくすることができる。 In the first embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the cooling spacer 20 has alternately formed pressing protrusions 24 and non-contact recesses 26 that are linearly formed in the vertical direction (height direction). Although an example having an uneven shape has been shown, the uneven pattern for holding the PCM medium 28 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 13, a pattern in which the pressing protrusions 24 and the non-contact recesses 26 are alternately formed may be formed instead of the pressing protrusions 24. In this case, as compared with the configuration shown in FIG. 3, the contact area between the PCM medium 28 held in the non-contact recess 26 and the battery container side wall 12 can be increased.

本発明に係る電池パック１００は、電池パックを構成する単電池の何れかに異常発熱が生じた場合でも、単電池間の連鎖発熱を確実に防止することができ、信頼性が高い。そのため、本発明に係る電池パック１００は、図１４に示すように車両１（典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車）に好ましく搭載することもできる。 The battery pack 100 according to the present invention can reliably prevent chain heat generation between single cells even when abnormal heat generation occurs in any of the single cells constituting the battery pack, and has high reliability. Therefore, the battery pack 100 according to the present invention is preferably mounted on a vehicle 1 (typically, an automobile including an electric motor such as an automobile, particularly a hybrid automobile, an electric automobile, or a fuel cell automobile) as shown in FIG. it can.

１車両
１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０電池
１２、４１２、５１２、６１２容器側壁
２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０冷却用スペーサー
２４、２２４、３２４、４２４、６２４押圧凸部
２６、２２６、４２６，６２６非接触凹部
２６ａ、２２６ａ下側開口端
２６ｂ、２２６ｂ上側開口端
２８、２２８、３２８ａ、３２８ｂ、４２８、５２８、６２８冷却用媒体
２９空隙
５０容器
６０Ａ、６０Ｂ拘束板
６２ビーム材
６４ビス
７０正極端子
７２負極端子
７４接続具
８０皿
８２ドレン
１００電池パック
３２６ａ下側開口端（左側）
３２６ｂ下側開口端（右側）
３２７ａ非接触凹部（左側）
３２７ｂ非接触凹部（右側）
４２７空隙
５２４外面
５２５筒部
５２６内面
５２７空隙
６２５貫通孔
６２７空隙 1 Vehicle 10, 210, 310, 410, 510, 610 Battery 12, 412, 512, 612 Container side wall 20, 220, 320, 420, 520, 620 Cooling spacer 24, 224, 324, 424, 624 Pressing convex part 26 226, 426, 626 Non-contact recess 26a, 226a Lower open end 26b, 226b Upper open end 28, 228, 328a, 328b, 428, 528, 628 Cooling medium 29 Void 50 Container 60A, 60B Restraint plate 62 Beam material 64 Screw 70 Positive electrode terminal 72 Negative electrode terminal 74 Connector 80 Dish 82 Drain 100 Battery pack 326a Lower open end (left side)
326b Lower open end (right side)
327a Non-contact recess (left side)
327b Non-contact recess (right side)
427 Cavity 524 Outer surface 525 Cylinder portion 526 Inner surface 527 Cavity 625 Through hole 627 Cavity

Claims

A battery pack comprising a plurality of chargeable / dischargeable cells connected in series,
The plurality of single cells are arranged in a predetermined direction and restrained in a state where a load is applied in the arrangement direction,
A cooling spacer that is constrained in a state where a load is applied in the arrangement direction together with the single cells is disposed in at least one position of the gap between the arranged single cells,
The cooling spacer is a cooling medium that absorbs heat generated from an adjacent unit cell, and has a medium made of a phase change material that can change phase from solid to liquid by endotherm,
The battery pack is arranged so that the medium is held by the cooling spacer when solid, and flows out from the cooling spacer when the phase changes from the solid to the liquid.