JP2010272430A - Battery system for vehicle - Google Patents

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豪勇 吉兼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To extend a life by effectively preventing the induction of thermal runaway in a battery cell and reducing a temperature difference in the battery cell. <P>SOLUTION: The battery system for vehicles includes a battery block 70 where a plurality of battery cells 1 are stacked via a separator 2 by forming a cooling gap 3, and a blowing mechanism 9 for blowing a cooling gas to the cooling gap 3 of the battery block 70. The battery system for the vehicle includes a temperature equalizing plate 8 thermally coupled to an outer-periphery surface of each battery cell 1. The thermal conductivity of the temperature equalizing plate 8 is made larger than that of the separator 2. The battery system for the vehicle absorbs heat generated by each battery cell 1 using the separator 2, cools the battery cell 1 by cooling gas blown to the cooling gap 3, and further heats the temperature equalizing plate 8 by heat conduction between each battery cell 1 and the temperature equalizing plate 8, and heats the low-temperature battery cell 1 by the heated temperature equalizing plate 8 to equalize temperatures of the battery cells 1. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の電池セルをセパレータを介して積層している車両用のバッテリシステムに関する。   The present invention relates to a vehicle battery system in which a plurality of battery cells are stacked via a separator.

多数の電池セルを積層して、電池セルの間の冷却隙間に強制送風する車両用のバッテリシステムは、充放電する電流で発熱する。とくに、車両用の電源装置は、充放電の電流が極めて大きいことから発熱量も大きくなる。発熱による温度上昇は電池の電気特性を低下させる原因となる。温度上昇を少なくするために、積層する電池セルの間に冷却隙間を設けて、この冷却隙間に冷却気体を強制送風している。このバッテリシステムは、冷却気体で電池セルを冷却して温度上昇を少なくできるが、全ての電池セルの温度を均一にはできず、各々の電池セルに温度差ができる。とくに、積層する電池セルの個数が増加すると、すべての電池セルを均一な温度として、すなわち、温度差を小さくしながら冷却するのが難しくなる。   A vehicular battery system that stacks a large number of battery cells and forcibly blows air into a cooling gap between the battery cells generates heat by a charging / discharging current. In particular, since the power supply device for vehicles has a very large charge / discharge current, it generates a large amount of heat. An increase in temperature due to heat generation causes a decrease in the electrical characteristics of the battery. In order to reduce the temperature rise, a cooling gap is provided between the battery cells to be stacked, and cooling gas is forcibly blown into the cooling gap. Although this battery system can cool a battery cell with cooling gas and reduce a temperature rise, the temperature of all the battery cells cannot be made uniform, and a temperature difference can be made between each battery cell. In particular, when the number of battery cells to be stacked increases, it becomes difficult to cool all the battery cells at a uniform temperature, that is, while reducing the temperature difference.

多数の電池セルを積層して出力電圧を高くしている車両用のバッテリシステムは、電池セルの温度差をできる限り小さくすることが極めて大切である。それは、電池セルの温度差が電池セルの電気特性をアンバランスとして残容量を不均一にし、特定の電池セルの寿命を短くするからである。電池は温度によって電気特性が変化するので、温度差のある電池セルは同じ電流で充放電しても残容量に差ができる。残容量に差ができると、残容量が小さくなる電池セルは過放電されやすく、また、残容量が大きくなる電池は過充電されやすくなる。特定の電池セルが過充電や過放電になると、劣化が加速されて、バッテリシステム全体としての寿命を短くする。とくに、車両用のバッテリシステムは、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、あるいは電気自動車のように、多数の電池を積層して、大電流で充放電する用途に使用されることから、製造コストが極めて高価になるので、いかにして寿命を長くするかが大切である。とくに、多数の電池を使用する車両用のバッテリシステムになるほど製造コストが高くなるので、寿命を長くすることが要求される。ところが、多数の電池を積層するほど、車両用のバッテリシステムは温度差が大きくなって寿命が短くなる特性がある。   In a vehicle battery system in which a large number of battery cells are stacked to increase the output voltage, it is extremely important to reduce the temperature difference between the battery cells as much as possible. This is because the temperature difference between the battery cells unbalances the electrical characteristics of the battery cells, making the remaining capacity non-uniform and shortening the life of a specific battery cell. Since the electrical characteristics of the battery change depending on the temperature, battery cells having a temperature difference can have a difference in remaining capacity even when charging / discharging with the same current. When there is a difference in remaining capacity, battery cells with a small remaining capacity are easily overdischarged, and batteries with a large remaining capacity are easily overcharged. When a specific battery cell is overcharged or overdischarged, the deterioration is accelerated and the life of the entire battery system is shortened. In particular, battery systems for vehicles are extremely expensive to manufacture because they are used in applications where a large number of batteries are stacked and charged and discharged with a large current, such as hybrid cars, plug-in hybrid cars, or electric cars. Since it becomes expensive, how to extend the life is important. In particular, since the manufacturing cost increases as the vehicle battery system uses a large number of batteries, it is required to extend the life. However, as the number of batteries is increased, the vehicle battery system has a characteristic that the temperature difference increases and the life is shortened.

複数の電池セルを積層して、電池セルの間に冷却気体を強制送風して冷却する構造の車両用のバッテリシステムにおいて、電池セルの温度差を少なくする構造は開発されている（特許文献１参照）。
特許文献１の車両用のバッテリシステムは、図１の断面図に示すように、電池セル１０１と電池セル１０１の間に冷却隙間１０３を設けて、電池ブロック１１０の両側に供給ダクト１０６と排出ダクト１０７とを設けている。この車両用のバッテリシステムは、供給ダクト１０６から冷却隙間１０３に冷却気体を強制送風して、排出ダクト１０７から排出して、電池セル１０１を冷却する。このバッテリシステムは、供給ダクト１０６の風上側にある電池セル１０１が風下側の電池セル１０１よりも効率よく冷却される。このため、風上側の電池セル１０１の温度が低く、風下側の電池セル１０１の温度が高くなって温度差ができる。図１のバッテリシステムは、この弊害を防止するために、供給ダクト１０６の風上側に冷却風流れ変更部材１０８を配置している。冷却風流れ変更部材１０８は、供給ダクト１０６に突出するように設けられて、風上側の電池セル１０１の間の冷却隙間１０３に流入される冷却気体の流量を減少して電池セル１０１の温度低下を防止する。 In a vehicle battery system having a structure in which a plurality of battery cells are stacked and a cooling gas is forcibly blown between the battery cells to cool the battery cell, a structure for reducing the temperature difference between the battery cells has been developed (Patent Document 1). reference).
As shown in the sectional view of FIG. 1, the vehicle battery system of Patent Document 1 is provided with a cooling gap 103 between the battery cell 101 and the battery cell 101, and a supply duct 106 and a discharge duct on both sides of the battery block 110. 107. The vehicle battery system forcibly blows cooling gas from the supply duct 106 to the cooling gap 103 and discharges it from the discharge duct 107 to cool the battery cells 101. In this battery system, the battery cell 101 on the windward side of the supply duct 106 is cooled more efficiently than the battery cell 101 on the leeward side. For this reason, the temperature of the battery cell 101 on the leeward side is low, the temperature of the battery cell 101 on the leeward side is increased, and a temperature difference is generated. In the battery system of FIG. 1, a cooling air flow changing member 108 is disposed on the windward side of the supply duct 106 in order to prevent this problem. The cooling air flow changing member 108 is provided so as to protrude into the supply duct 106, and reduces the flow rate of the cooling gas flowing into the cooling gap 103 between the battery cells 101 on the windward side to reduce the temperature of the battery cell 101. To prevent.

特開２００７−２５０５１５号公報JP 2007-250515 A

図１のバッテリシステムは、電池セル１０１の比較的緩やかに温度変化特性に対して電池セル１０１の温度差を少なくすることに効果がある。ただ、短時間の大きな発熱で発生する電池セルの温度差を効果的に少なくできない欠点がある。比熱の極めて小さい冷却気体を冷却隙間に送風して電池セルを冷却するからである。   The battery system of FIG. 1 is effective in reducing the temperature difference of the battery cell 101 with respect to the temperature change characteristic of the battery cell 101 relatively slowly. However, there is a drawback that the temperature difference between the battery cells generated by a large amount of heat generation in a short time cannot be effectively reduced. This is because a cooling gas having an extremely small specific heat is blown into the cooling gap to cool the battery cell.

車両用のバッテリシステムは、電池セルの発熱が連続して平均的に発生するとは限らず、短時間に発熱量が極めて大きくなることがある。とくに、車両用のバッテリシステムは、車両を急加速するときに、バッテリシステムからモータに供給する電流が大きくなり、バッテリシステムの放電電流が１００Ａ以上と極めて大きくなる。さらに、近年のハイブリッドカーは、バッテリシステムの電圧をＤＣ／ＡＣインバータで昇圧してモータへの供給電力を大きくしていることから、バッテリシステムの放電電流は、モータの消費電流よりもさらに大きくなる。たとえば、バッテリシステムの出力電圧を２８８Ｖとして、これをＤＣ／ＡＣインバータで６５０Ｖに昇圧して走行用のモータに供給する車両にあっては、モータの消費電流の数倍もの電流がバッテリシステムの放電電流となる。ただ、車両用のバッテリシステムは、１００Ａ以上の大電流で放電される時間が数秒程度と極めて短く、この状態が連続して続くことはほとんどない。また、放電電流が極めて大きくなることから、放電できる時間も極めて短く制限される。したがって、車両用のバッテリシステムは、短時間の大きな発熱によっても電池セルの温度差をいかに少なくできるかも極めて大切である。   In a vehicle battery system, heat generation of battery cells does not always occur on average, and the amount of heat generated may become extremely large in a short time. In particular, in a vehicle battery system, when the vehicle is suddenly accelerated, the current supplied from the battery system to the motor increases, and the discharge current of the battery system becomes extremely large, such as 100 A or more. Furthermore, since recent hybrid cars boost the voltage of the battery system with a DC / AC inverter to increase the power supplied to the motor, the discharge current of the battery system is even greater than the current consumed by the motor. . For example, in a vehicle in which the output voltage of a battery system is 288 V, and this is increased to 650 V by a DC / AC inverter and supplied to a motor for running, a current several times the current consumption of the motor is discharged from the battery system. It becomes current. However, the battery system for vehicles has a very short discharge time of about several seconds with a large current of 100 A or more, and this state hardly continues continuously. In addition, since the discharge current becomes extremely large, the dischargeable time is limited to be extremely short. Therefore, it is extremely important for a battery system for a vehicle how much the temperature difference between the battery cells can be reduced by a large amount of heat generated in a short time.

本発明者は、この欠点を解消するために、各々のセパレータと電池セルとの熱抵抗を調整することで、電池セルからセパレータに熱伝導される熱エネルギをコントロールして、電池セルの温度差を少なく技術を開発している。このバッテリシステムは、たとえば、温度が高くなる電池ブロックの中央部に配置している電池セルに接触するセパレータの熱抵抗を、電池ブロックの両端部にあって温度上昇の少ない電池セルに接触しているセパレータよりも小さくする。この構造のバッテリシステムは、中央部の電池セルの発熱をより多くセパレータに熱伝導することで、中央部の電池セルの温度上昇を少なくして、全体の温度差を少なくしている。このバッテリシステムは、各々の電池セルからセパレータに熱伝導する熱エネルギを調整して、電池セルの温度差を少なくすることから、電池セルからセパレータに熱伝導される熱エネルギを大きくする必要がある。   In order to eliminate this drawback, the present inventor controls the thermal energy conducted from the battery cell to the separator by adjusting the thermal resistance between each separator and the battery cell, thereby controlling the temperature difference between the battery cells. Less technology is being developed. In this battery system, for example, the thermal resistance of a separator that is in contact with a battery cell arranged at the center of a battery block where the temperature is high is brought into contact with a battery cell that is at both ends of the battery block and has a low temperature rise. Make it smaller than the separator. The battery system having this structure conducts more heat from the battery cells in the central part to the separator, thereby reducing the temperature rise of the battery cells in the central part and reducing the overall temperature difference. Since this battery system adjusts the thermal energy conducted from each battery cell to the separator to reduce the temperature difference between the battery cells, it is necessary to increase the thermal energy conducted from the battery cell to the separator. .

ところが、バッテリシステムは、電池セルの温度差を少なくすることに加えて、電池セルの熱暴走の誘発を阻止することも大切である。セパレータに熱伝導する熱エネルギをコントロールするバッテリシステムは、セパレータに熱伝導する熱エネルギを大きくして温度差を少なくするほど、熱暴走した電池セルの誘発を確実に阻止するのが難しくなる欠点がある。それは、電池セルの熱エネルギを効率よく熱伝導させるセパレータは、熱暴走して高温になった電池セルと、この電池セルに隣合う電池セルとを確実に断熱できなくなるからである。車両用のバッテリシステムは、特定の電池セルが熱暴走すると４００℃以上の異常な高温となることがある。多数の電池セルを積層しているバッテリシステムは、高い安全性を確保するために、電池セルの熱暴走の誘発を阻止することが極めて大切である。ただ、セパレータで電池セルの温度差を少なくするバッテリシステムは、熱暴走の誘発を確実に阻止するためにセパレータの断熱特性を向上すると、セパレータによる電池温度の均等化作用が少なくなる欠点がある。   However, in the battery system, in addition to reducing the temperature difference between the battery cells, it is also important to prevent induction of thermal runaway of the battery cells. The battery system that controls the heat energy that conducts heat to the separator has the disadvantage that the more the heat energy that conducts heat to the separator is increased and the temperature difference is reduced, the more difficult it is to prevent the induction of battery cells that have runaway due to heat. is there. This is because the separator that efficiently conducts the heat energy of the battery cell cannot reliably insulate the battery cell that has become hot due to thermal runaway and the battery cell adjacent to the battery cell. The battery system for vehicles may become an abnormally high temperature of 400 ° C. or more when a specific battery cell is thermally runaway. In a battery system in which a large number of battery cells are stacked, it is extremely important to prevent induction of thermal runaway of battery cells in order to ensure high safety. However, the battery system that reduces the temperature difference between the battery cells with the separator has a drawback that the battery temperature equalization effect by the separator is reduced if the thermal insulation characteristics of the separator are improved in order to reliably prevent the induction of thermal runaway.

本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池セルの熱暴走の誘発を有効に阻止しながら、電池セルの温度差を小さくして寿命を長くできる車両用のバッテリシステムを提供することにある。   The present invention has been developed for the purpose of solving the above-mentioned drawbacks. An important object of the present invention is to provide a vehicle battery system capable of reducing the temperature difference between battery cells and extending the life while effectively preventing induction of thermal runaway of the battery cells.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の車両用のバッテリシステムは、複数の電池セル１の間にあって、電池セル１の表面に熱結合状態に接触してなるセパレータ２、１２、３２、４２を挟着し、かつ複数の電池セル１を、電池セル１の間に冷却隙間３を設けてなるセパレータ２、１２、３２、４２を介して積層するように固定してなる電池ブロック７０、１０、３０、４０、５０、６０と、この電池ブロック７０、１０、３０、４０、５０、６０の冷却隙間３に冷却気体を強制送風する送風機構９とを備えている。車両用のバッテリシステムは、各々の電池セル１の外周面に熱結合してなる温度均等化プレート８を備えており、この温度均等化プレート８の熱伝導率をセパレータ２、１２、３２、４２よりも大きくしている。車両用のバッテリシステムは、各々の電池セル１の発熱をセパレータ２、１２、３２、４２に吸収し、かつ冷却隙間３に送風される冷却気体で電池セル１を冷却し、さらに、各々の電池セル１と温度均等化プレート８との間の熱伝導によって、高温の電池セル１によって温度均等化プレート８を加温し、加温された温度均等化プレート８が低温の電池セル１を加温して電池セル１の温度を均等化している。   The battery system for a vehicle of the present invention has separators 2, 12, 32, 42 sandwiched between the plurality of battery cells 1 and in contact with the surface of the battery cells 1 in a thermally coupled state, and a plurality of batteries. Battery blocks 70, 10, 30, 40, 50, 60 formed by fixing the cell 1 so as to be stacked via separators 2, 12, 32, 42 having a cooling gap 3 between the battery cells 1, The battery block 70, 10, 30, 40, 50, 60 is provided with a blower mechanism 9 that forcibly blows cooling gas into the cooling gap 3. The vehicle battery system includes a temperature equalizing plate 8 that is thermally coupled to the outer peripheral surface of each battery cell 1, and the thermal conductivity of the temperature equalizing plate 8 is determined by separators 2, 12, 32, 42. Is bigger than. The battery system for a vehicle absorbs heat generated in each battery cell 1 by the separators 2, 12, 32, and 42, cools the battery cell 1 with a cooling gas blown into the cooling gap 3, and further each battery cell 1. The temperature equalization plate 8 is heated by the high-temperature battery cell 1 by heat conduction between the cell 1 and the temperature equalization plate 8, and the heated temperature equalization plate 8 heats the low-temperature battery cell 1. Thus, the temperature of the battery cell 1 is equalized.

以上の車両用のバッテリシステムは、電池セルの熱暴走の誘発を有効に阻止しながら、電池セルの温度差を小さくしてシステム全体としての寿命を長くできる理想的な特徴を実現する。それは、以上のバッテリシステムが、電池セルの発熱による熱エネルギの一部を冷却気体で吸収し、さらに、発熱の一部を、電池セルの間に積層しているセパレータに吸収して温度上昇を少なくすることに加えて、各々の電池セルに熱結合している温度均等化プレートでもって、高温の電池セルの熱エネルギを低温の電池セルに伝導して温度差を少なくするからである。とくに、以上のバッテリシステムは、温度均等化プレートの熱伝導率をセパレータよりも大きくしていることから、温度均等化プレートでもって、高温の電池セルから低温の電池セルへの伝導熱量を大きくして電池セルの温度差を少なくでき、しかもセパレータの熱伝導率を小さくして電池セルの温度差を小さくできるので、セパレータの断熱特性を向上して、電池セルの熱暴走の誘発を効果的に阻止できる特徴も実現する。さらに、以上のバッテリシステムは、発熱する電池セルの熱エネルギを、冷却隙間に送風される冷却気体に吸収し、またセパレータにも吸収させることから、電池セルの温度上昇を防止し、かつ熱暴走の誘発を阻止しながら、電池セルの温度差を少なくできるという理想的な特徴を実現する。   The battery system for vehicles described above realizes an ideal feature that can reduce the temperature difference between the battery cells and prolong the life of the entire system while effectively preventing induction of thermal runaway of the battery cells. The above battery system absorbs a part of the heat energy generated by the heat generation of the battery cells with the cooling gas, and further absorbs a part of the heat generation by the separator laminated between the battery cells to increase the temperature. In addition to the reduction, the temperature equalization plate thermally coupled to each battery cell conducts the thermal energy of the high-temperature battery cell to the low-temperature battery cell to reduce the temperature difference. In particular, in the battery system described above, the thermal conductivity of the temperature equalizing plate is larger than that of the separator, so the amount of heat transferred from the high temperature battery cell to the low temperature battery cell is increased with the temperature equalizing plate. The battery cell temperature difference can be reduced, and the thermal conductivity of the separator can be reduced to reduce the temperature difference of the battery cell. This improves the thermal insulation characteristics of the separator and effectively induces thermal runaway of the battery cell. Features that can be prevented are also realized. Furthermore, the battery system described above absorbs the heat energy of the battery cell that generates heat into the cooling gas blown into the cooling gap and also into the separator, thus preventing the battery cell from rising in temperature and causing thermal runaway. The ideal characteristic that the temperature difference of the battery cell can be reduced while preventing the induction of the battery is realized.

本発明の車両用のバッテリシステムは、セパレータ２、１２、３２、４２をプラスチックとして、温度均等化プレート８を金属プレートとすることができる。
このバッテリシステムは、温度均等化プレートの熱伝導率を大きくして、セパレータの熱伝導率を小さくできるので、電池セルの温度差を小さくして、電池セルの熱暴走の誘発を効果的に阻止できる特徴がある。 In the vehicle battery system of the present invention, the separators 2, 12, 32, and 42 can be made of plastic, and the temperature equalizing plate 8 can be made of a metal plate.
This battery system can increase the thermal conductivity of the temperature equalizing plate and reduce the thermal conductivity of the separator, thus reducing the temperature difference of the battery cells and effectively preventing the thermal runaway of the battery cells. There are features that can be done.

本発明の車両用のバッテリシステムは、温度均等化プレート８を、アルミニウムとアルミニウム合金のいずれかの金属プレートとすることができる。
このバッテリシステムは、温度均等化プレートの熱伝導率を特に大きくして、電池セルの温度差をより小さくできる特徴がある。 In the battery system for a vehicle of the present invention, the temperature equalizing plate 8 can be a metal plate of either aluminum or aluminum alloy.
This battery system has a feature that the thermal conductivity of the temperature equalizing plate is particularly increased, and the temperature difference between the battery cells can be further reduced.

本発明の車両用のバッテリシステムは、セパレータ２、１２、３２、４２をプラスチックとして、温度均等化プレート８を、プラスチックよりも熱伝導率の大きなフィラーを充填してなる充填プラスチックとすることができる。
このバッテリシステムは、温度均等化プレートを、フィラーを充填しているプラスチック製とするので、温度均等化プレートを絶縁プレートとして、直接に電池セルに接触して配置できる。このため、電池セルと温度均等化プレートとの間に絶縁層を設ける必要がなく、電池セルと温度均等化プレートとの間で相互に効率よく熱伝導して、電池セルの温度差を少なくできる特徴がある。 In the vehicle battery system of the present invention, the separators 2, 12, 32, and 42 are made of plastic, and the temperature equalizing plate 8 can be made of filled plastic that is filled with a filler having a thermal conductivity higher than that of plastic. .
In this battery system, since the temperature equalizing plate is made of plastic filled with a filler, the temperature equalizing plate can be arranged in direct contact with the battery cell as an insulating plate. For this reason, there is no need to provide an insulating layer between the battery cell and the temperature equalizing plate, and the battery cell and the temperature equalizing plate can conduct heat efficiently and reduce the temperature difference between the battery cells. There are features.

本発明の車両用のバッテリシステムは、セパレータ１２が電池セル１の表面に接触する接触面積を、積層方向に配置されるセパレータ１２で異なるようにすることができる。
このバッテリシステムは、温度均等化プレートに加えて、積層方向に配置しているセパレータの形状を変更することでセパレータに吸収される熱エネルギをコントロールして、電池セルの温度差をさらに少なくできる。 In the vehicle battery system of the present invention, the contact area where the separator 12 contacts the surface of the battery cell 1 can be made different between the separators 12 arranged in the stacking direction.
In this battery system, in addition to the temperature equalizing plate, by changing the shape of the separator arranged in the stacking direction, the thermal energy absorbed by the separator can be controlled to further reduce the temperature difference between the battery cells.

本発明の車両用のバッテリシステムは、セパレータ３２自体の熱伝導率が、積層方向に配置されるセパレータ３２で異なるようにすることができる。
このバッテリシステムは、温度均等化プレートに加えて、積層方向に配置しているセパレータの材質を変更することで、セパレータに吸収される熱エネルギをコントロールして、電池セルの温度差をさらに少なくできる。 In the battery system for a vehicle of the present invention, the thermal conductivity of the separator 32 itself can be made different between the separators 32 arranged in the stacking direction.
In this battery system, in addition to the temperature equalizing plate, by changing the material of the separator arranged in the stacking direction, the thermal energy absorbed by the separator can be controlled to further reduce the temperature difference between the battery cells. .

本発明の車両用のバッテリシステムは、セパレータ４２自体の厚さを、積層方向に配置されるセパレータ４２で異なるようにすることができる。
このバッテリシステムは、温度均等化プレートに加えて、セパレータの厚さを調整することでセパレータに吸収される熱エネルギをコントロールして、電池セルの温度差をさらに少なくできる。 In the battery system for a vehicle of the present invention, the thickness of the separator 42 itself can be made different between the separators 42 arranged in the stacking direction.
In addition to the temperature equalizing plate, this battery system controls the thermal energy absorbed by the separator by adjusting the thickness of the separator, thereby further reducing the temperature difference between the battery cells.

本発明の車両用のバッテリシステムは、電池セル１の表面に被覆層７を設けて、積層方向に配置している電池セル１の被覆層７の熱抵抗を異なるようにすることができる。
このバッテリシステムは、温度均等化プレートに加えて、積層方向に配置している電池セルの被覆層を調整することでセパレータに吸収される熱エネルギをコントロールして、電池セルの温度差をさらに少なくできる。 In the vehicle battery system of the present invention, the coating layer 7 is provided on the surface of the battery cell 1, and the thermal resistance of the coating layer 7 of the battery cell 1 arranged in the stacking direction can be made different.
In this battery system, in addition to the temperature equalizing plate, the thermal energy absorbed by the separator is controlled by adjusting the coating layer of the battery cells arranged in the stacking direction, thereby further reducing the temperature difference between the battery cells. it can.

従来の車両用のバッテリシステムの水平断面図である。It is a horizontal sectional view of the conventional battery system for vehicles. 本発明の一実施例にかかる車両用のバッテリシステムの斜視図である。It is a perspective view of the battery system for vehicles concerning one example of the present invention. 図２に示す車両用のバッテリシステムの内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the battery system for vehicles shown in FIG. 図２に示す車両用のバッテリシステムの水平断面図である。FIG. 3 is a horizontal sectional view of the vehicle battery system shown in FIG. 2. 図３に示す車両用のバッテリシステムの電池ブロックを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the battery block of the battery system for vehicles shown in FIG. 図５に示す電池ブロックの一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of the battery block shown in FIG. 図５に示す電池ブロックの電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the laminated structure of the battery cell of the battery block shown in FIG. 5, and a separator. 電池ブロックの他の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of a battery block. 図８に示す電池ブロックの一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of the battery block shown in FIG. 電池ブロックの他の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of a battery block. 図１０に示す電池ブロックの一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of the battery block shown in FIG. 電池ブロックの他の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of a battery block. 図１２に示す電池ブロックの一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of the battery block shown in FIG. 電池ブロックの他の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of a battery block. 図１４に示す電池ブロックの一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of the battery block shown in FIG. 電池ブロックの他の一例を示す一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view which shows another example of a battery block. 図１４に示す電池ブロックの電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the laminated structure of the battery cell of the battery block shown in FIG. 14, and a separator.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用のバッテリシステムを例示するものであって、本発明は車両用のバッテリシステムを以下のものに特定しない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a vehicle battery system for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the vehicle battery system as follows.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。   Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図２ないし図４は、本発明の一実施例にかかる車両用のバッテリシステムを示している。これらの図に示す車両用のバッテリシステムは、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両の電源として使用される。   2 to 4 show a vehicle battery system according to an embodiment of the present invention. The battery system for a vehicle shown in these drawings is used as a power source for an electric vehicle such as a hybrid car or a plug-in hybrid car that runs with both an engine and a motor, or an electric vehicle that runs only with a motor.

図２ないし図４に示す車両用のバッテリシステムは、複数の角形電池からなる電池セル１を積層している電池ブロック７０と、この電池ブロック７０の電池セル１に冷却気体を強制送風して冷却する送風機構９と、電池ブロック７０を構成する電池セル１の温度差を少なくする温度均等化プレート８とを備えている。   The battery system for a vehicle shown in FIGS. 2 to 4 includes a battery block 70 in which battery cells 1 composed of a plurality of rectangular batteries are stacked, and cooling gas is forcedly blown to the battery cells 1 of the battery block 70 to cool it. And a temperature equalizing plate 8 for reducing the temperature difference between the battery cells 1 constituting the battery block 70.

電池ブロック７０は、積層している電池セル１の間にセパレータ２を挟着している。このセパレータ２は、図５ないし図７に示すように、電池セル１との間に冷却隙間３ができる形状としている。さらに、図のセパレータ２は、両面に電池セル１を嵌着構造で連結している。電池セル１に嵌着構造で連結されるセパレータ２を介して、隣接する電池セル１の位置ずれを阻止して積層している。   The battery block 70 has a separator 2 sandwiched between stacked battery cells 1. As shown in FIGS. 5 to 7, the separator 2 has a shape in which a cooling gap 3 is formed between the separator 2 and the battery cell 1. Furthermore, the separator 2 of the figure has connected the battery cell 1 with the fitting structure on both surfaces. Through the separator 2 connected to the battery cell 1 with a fitting structure, the adjacent battery cells 1 are stacked while being prevented from being displaced.

角形電池の電池セル１は、リチウムイオン二次電池である。ただし、電池セルは、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の他の全ての二次電池とすることもできる。図の電池セル１は、所定の厚さを有する四角形で、上面の両端部には正負の電極端子１３を突出して設けており、上面の中央部には安全弁の開口部１４を設けている。積層される電池セル１は、隣接する正負の電極端子１３をバスバー（図示せず）で連結して互いに直列に接続している。隣接する電池セル１を互いに直列に接続するバッテリシステムは、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、バッテリシステムは、隣接する電池セルを並列に接続することもできる。   The battery cell 1 of a square battery is a lithium ion secondary battery. However, the battery cell may be any other secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery. The battery cell 1 shown in the figure is a quadrangle having a predetermined thickness, and positive and negative electrode terminals 13 are provided so as to protrude from both ends of the upper surface, and a safety valve opening 14 is provided at the center of the upper surface. The stacked battery cells 1 are connected in series by connecting adjacent positive and negative electrode terminals 13 with a bus bar (not shown). A battery system in which adjacent battery cells 1 are connected in series can increase the output voltage and increase the output. However, the battery system can also connect adjacent battery cells in parallel.

電池セル１は外装缶１Ａを金属製として、プラスチック製のセパレータ２で絶縁して積層している。ただし、電池セルは、外装缶をプラスチック等の絶縁材で製作することもできる。   In the battery cell 1, the outer can 1A is made of metal and insulated by a plastic separator 2 and laminated. However, the battery cell can also be manufactured by using an insulating material such as plastic for the outer can.

図５と図６のバッテリシステムは、各々の電池セル１の外周面に熱結合するように温度均等化プレート８を設けている。温度均等化プレート８は、セパレータ２よりも大きな熱伝導率の金属プレートである。この温度均等化プレート８は、電池ブロック７０の底面に熱結合状態に固定されて、各々の電池セル１の外周面のひとつである底面に熱結合状態となっている。温度均等化プレート８は、各々の電池セル２の底面に熱結合するように、その外形を電池ブロック７０の底面形状としている。温度均等化プレート８は、温度の高い電池セル１の熱エネルギを吸収して、吸収した熱エネルギを温度の低い電池セル１に熱伝導して、各々の電池セル１の温度差を少なくする。したがって、温度均等化プレート８は、熱伝導率の優れた金属プレート、たとえばアルミニウムやアルミニウム合金などである。   5 and 6 is provided with a temperature equalizing plate 8 so as to be thermally coupled to the outer peripheral surface of each battery cell 1. The temperature equalizing plate 8 is a metal plate having a thermal conductivity larger than that of the separator 2. The temperature equalizing plate 8 is fixed to the bottom surface of the battery block 70 in a thermally coupled state, and is in a thermally coupled state to the bottom surface that is one of the outer peripheral surfaces of each battery cell 1. The temperature equalizing plate 8 has a shape of the bottom surface of the battery block 70 so that the temperature equalizing plate 8 is thermally coupled to the bottom surface of each battery cell 2. The temperature equalizing plate 8 absorbs the thermal energy of the battery cell 1 having a high temperature, conducts the absorbed thermal energy to the battery cell 1 having a low temperature, and reduces the temperature difference between the battery cells 1. Therefore, the temperature equalizing plate 8 is a metal plate having excellent thermal conductivity, such as aluminum or aluminum alloy.

温度均等化プレート８は、熱抵抗を小さくして、各々の電池セル１の温度差を少なくできる。熱抵抗を小さくするために、温度均等化プレート８には厚い金属プレート、たとえば３ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上の金属プレートが使用される。金属プレートが厚すぎるとバッテリシステムが重くなるので、温度均等化プレート８は、好ましくは３０ｍｍよりも薄く、より好ましくは２０ｍｍよりも薄い金属プレートが使用される。   The temperature equalizing plate 8 can reduce the thermal resistance to reduce the temperature difference between the battery cells 1. In order to reduce the thermal resistance, a thick metal plate, for example, a metal plate of 3 mm or more, preferably 5 mm or more is used for the temperature equalizing plate 8. Since the battery system becomes heavy if the metal plate is too thick, the temperature equalizing plate 8 is preferably a metal plate thinner than 30 mm, more preferably thinner than 20 mm.

車両用のバッテリシステムは、積層状態にある電池セル１を直列に接続して出力電圧を高くしている。このバッテリシステムは、隣接する電池セル１に電位差がある。したがって、電池セル１が温度均等化プレート８に電気接続されるとショートして大きなショート電流が流れる。この弊害を防止するために、温度均等化プレート８と電池ブロック７０の間には、絶縁層１８を設けている。絶縁層１８は、電池セル１と温度均等化プレート８とを絶縁しながら、電池セル１と温度均等化プレート８との間で効率よく熱伝導させる必要がある。したがって、この絶縁層１８には、優れた絶縁特性を実現しながら、電池セル１と温度均等化プレート８との間に効率よく熱伝導する特性の材質、たとえば、マイカやシリコン樹脂シートなどが使用される。さらに、絶縁層１８と電池セル１の間に、また絶縁層１８と温度均等化プレート８との間にシリコンオイル等の熱伝導ペースト１９が塗布されて、より効率よく熱伝導される構造としている。   In a battery system for a vehicle, battery cells 1 in a stacked state are connected in series to increase the output voltage. In this battery system, there is a potential difference between adjacent battery cells 1. Therefore, when the battery cell 1 is electrically connected to the temperature equalizing plate 8, a short circuit occurs and a large short current flows. In order to prevent this problem, an insulating layer 18 is provided between the temperature equalizing plate 8 and the battery block 70. The insulating layer 18 needs to efficiently conduct heat between the battery cell 1 and the temperature equalizing plate 8 while insulating the battery cell 1 and the temperature equalizing plate 8. Therefore, the insulating layer 18 is made of a material having a characteristic of efficiently conducting heat between the battery cell 1 and the temperature equalizing plate 8 while realizing excellent insulating characteristics, for example, mica or silicon resin sheet. Is done. Further, a heat conductive paste 19 such as silicon oil is applied between the insulating layer 18 and the battery cell 1 and between the insulating layer 18 and the temperature equalizing plate 8 so as to conduct heat more efficiently. .

ただ、温度均等化プレートは、プラスチックよりも熱伝導率の大きなフィラーを充填してなる充填プラスチックとすることもできる。プラスチックに充填されるフィラーは、プラスチックよりも熱伝導率の大きい物質であって、たとえば金属粉末やカーボン繊維を使用する。金属粉末は、熱伝導率の大きいアルミニウムや銀等の粉末が適している。この温度均等化プレートは、プラスチックにフィラーを充填して、プラスチック製のセパレータよりも熱伝導率を大きくしている。フィラーを充填しているプラスチック製の温度均等化プレートは、絶縁プレートとすることができるので、直接に電池セルに接触させて配置して、電池セルと温度均等化プレートとのショートを防止できる。このため、電池セルと温度均等化プレートとの間に絶縁層を設ける必要がなく、電池セルと温度均等化プレートとの間で相互に効率よく熱伝導して、電池セルの温度差を少なくできる。   However, the temperature equalizing plate may be a filled plastic that is filled with a filler having a thermal conductivity higher than that of the plastic. The filler filled in the plastic is a substance having a higher thermal conductivity than the plastic, and for example, metal powder or carbon fiber is used. As the metal powder, aluminum, silver, or other powder having a high thermal conductivity is suitable. In this temperature equalizing plate, a plastic is filled with a filler so that the thermal conductivity is higher than that of a plastic separator. Since the plastic temperature equalizing plate filled with the filler can be an insulating plate, it can be disposed in direct contact with the battery cell to prevent a short circuit between the battery cell and the temperature equalizing plate. For this reason, there is no need to provide an insulating layer between the battery cell and the temperature equalizing plate, and the battery cell and the temperature equalizing plate can conduct heat efficiently and reduce the temperature difference between the battery cells. .

電池ブロック７０は、電池セル１の間にセパレータ２を挟着して、隣接する電池セル１の間に冷却隙間３を設けている。図６ないし図７のセパレータ２は、電池セル１との間に、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間３を設けている。図６と図７のセパレータ２は、電池セル１との対向面に、両側縁まで延びる冷却溝２Ａを設けて、電池セル１との間に冷却隙間３を設けている。図のセパレータ２は、複数の冷却溝２Ａを、互いに平行に所定の間隔で設けている。図のセパレータ２は、両面に冷却溝２Ａを設けており、互いに隣接する電池セル１とセパレータ２との間に冷却隙間３を設けている。この構造は、セパレータ２の両側に形成される冷却隙間３で、両側の電池セル１を効果的に冷却できる特長がある。ただ、セパレータは、片面にのみ冷却溝を設けて、電池セルとセパレータとの間に冷却隙間を設けることもできる。図６の冷却隙間３は、電池ブロック３の左右に開口するように水平方向に設けている。冷却隙間３に強制送風される空気は、電池セル１の外装缶１Ａを直接に効率よく冷却する。この構造は、電池セル１の熱暴走を有効に阻止しながら、電池セル１を効率よく冷却できる特徴がある。   In the battery block 70, the separator 2 is sandwiched between the battery cells 1, and the cooling gap 3 is provided between the adjacent battery cells 1. The separator 2 shown in FIGS. 6 to 7 is provided with a cooling gap 3 between the battery cell 1 and a cooling gas such as air. The separator 2 in FIGS. 6 and 7 is provided with cooling grooves 2 </ b> A extending to both side edges on the surface facing the battery cell 1, and the cooling gap 3 is provided between the separator 2 and the battery cell 1. In the illustrated separator 2, a plurality of cooling grooves 2 </ b> A are provided in parallel with each other at a predetermined interval. In the illustrated separator 2, cooling grooves 2 </ b> A are provided on both surfaces, and a cooling gap 3 is provided between the battery cell 1 and the separator 2 adjacent to each other. This structure has an advantage that the battery cells 1 on both sides can be effectively cooled by the cooling gaps 3 formed on both sides of the separator 2. However, the separator can also be provided with a cooling groove only on one side to provide a cooling gap between the battery cell and the separator. The cooling gap 3 in FIG. 6 is provided in the horizontal direction so as to open to the left and right of the battery block 3. The air forcedly blown into the cooling gap 3 directly and efficiently cools the outer can 1 </ b> A of the battery cell 1. This structure is characterized in that the battery cell 1 can be efficiently cooled while effectively preventing thermal runaway of the battery cell 1.

本発明の車両用のバッテリシステムは、各々の電池セル１の温度差を温度均等化プレート８で少なくする。したがって、電池セル１の間に挟着するセパレータ２を同じ材質で同じ形状としながら、各々の電池セル１の温度差を少なくできる。   In the vehicle battery system of the present invention, the temperature equalization plate 8 reduces the temperature difference between the battery cells 1. Therefore, the temperature difference between the battery cells 1 can be reduced while the separator 2 sandwiched between the battery cells 1 is made of the same material and has the same shape.

ただ、本発明の車両用のバッテリシステムは、温度均等化プレートで電池セルの温度差を少なくすることに加えて、セパレータと電池セルの表面を独特の構造とすることで、さら電池セルの温度差を少なくすることもできる。電池セルに接触しているセパレータが、電池セルの熱エネルギを吸収するからである。
以下、セパレータと電池セルの表面を独特の構造として電池セルの温度差を少なくする構造を図８ないし図１６に示す。 However, the battery system for a vehicle according to the present invention further reduces the temperature difference between the battery cells with the temperature equalizing plate, and further makes the surface of the separator and the battery cell have a unique structure, thereby further reducing the temperature of the battery cell. The difference can also be reduced. This is because the separator in contact with the battery cell absorbs the thermal energy of the battery cell.
Hereinafter, a structure in which the temperature difference between the battery cells is reduced by making the surfaces of the separator and the battery cells unique is shown in FIGS.

プラスチック製のセパレータ２、１２、３２、４２は、電池セル１の表面に接触する部分からの伝導によって熱伝達されて、電池セル１の熱エネルギを吸収する。ただし、電池セル１からセパレータ２、１２、３２、４２に熱伝達される熱量は、電池セル１とセパレータ２、１２、３２、４２との熱抵抗でコントロールでき、また、セパレータ１２、３２、４２自体の熱伝導率でコントロールできる。電池セル１にセパレータ２、１２、３２、４２を接触させる電池ブロック１０、３０、４０、５０、６０は、電池セル１の発熱を熱伝導によってセパレータ２、１２、３２、４２に伝える。さらに、セパレータ２、１２、３２、４２は、電池セル１との対向面に、両側縁まで延びる冷却溝２Ａ、１２Ａ、３２Ａ、４２Ａを設けて、電池セル１との間に冷却隙間３を設けている。この冷却隙間３に送風される冷却気体で電池セル１とセパレータ２、１２、３２、４２の両方が冷却され、また、電池セル１が発熱してセパレータ２、１２、３２、４２が発熱しないので、電池セル１の温度はセパレータ２、１２、３２、４２よりも高くなる。したがって、電池セル１の発熱はセパレータ２、１２、３２、４２に熱伝導される。電池セル１の熱が伝導されるセパレータ２、１２、３２、４２は、温度上昇して熱エネルギを吸収する。温度上昇したセパレータ２、１２、３２、４２は、冷却隙間３に強制送風される冷却気体で冷却される。冷却隙間３に送風される冷却気体は、セパレータ２、１２、３２、４２のみでなく電池セル１も冷却する。   The plastic separators 2, 12, 32, and 42 absorb heat from the battery cell 1 by being transferred by conduction from a portion that contacts the surface of the battery cell 1. However, the amount of heat transferred from the battery cell 1 to the separators 2, 12, 32, 42 can be controlled by the thermal resistance between the battery cell 1 and the separators 2, 12, 32, 42, and the separators 12, 32, 42 It can be controlled by its own thermal conductivity. The battery blocks 10, 30, 40, 50, 60 that bring the separators 2, 12, 32, 42 into contact with the battery cell 1 transmit heat generated in the battery cells 1 to the separators 2, 12, 32, 42 by heat conduction. Further, the separators 2, 12, 32, 42 are provided with cooling grooves 2 </ b> A, 12 </ b> A, 32 </ b> A, 42 </ b> A extending to both side edges on the surface facing the battery cell 1, and the cooling gap 3 is provided between the battery cells 1. ing. Since both the battery cell 1 and the separators 2, 12, 32, 42 are cooled by the cooling gas blown into the cooling gap 3, the battery cell 1 generates heat and the separators 2, 12, 32, 42 do not generate heat. The temperature of the battery cell 1 is higher than that of the separators 2, 12, 32, and 42. Therefore, the heat generated in the battery cell 1 is conducted to the separators 2, 12, 32, and 42. Separator 2, 12, 32, 42 through which the heat of battery cell 1 is conducted rises in temperature and absorbs heat energy. The separators 2, 12, 32, and 42 that have risen in temperature are cooled by the cooling gas that is forced into the cooling gap 3. The cooling gas blown into the cooling gap 3 cools not only the separators 2, 12, 32 and 42 but also the battery cell 1.

多数の電池セル１を積層している電池ブロック１０、３０、４０、５０、６０は、発熱によって温度差ができる。温度差は、電池ブロック１０、３０、４０、５０、６０や冷却構造によって必ずしも一定ではないが、図８ないし図１６に示すように、多数の電池セル１を積層する電池ブロック１０、３０、４０、５０、６０は、中央部の電池セル１の温度が高くなる傾向がある。また、図３と図４に示すように、複数の電池ブロック７０を直列に配置する構造にあっては、風下側の電池ブロックの温度が風上側の電池ブロックよりも高くなる。   The battery blocks 10, 30, 40, 50, 60 in which a large number of battery cells 1 are stacked can have a temperature difference due to heat generation. Although the temperature difference is not necessarily constant depending on the battery blocks 10, 30, 40, 50, 60 and the cooling structure, as shown in FIGS. 8 to 16, the battery blocks 10, 30, 40 in which a large number of battery cells 1 are stacked. , 50, 60 tend to increase the temperature of the battery cell 1 in the center. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, in the structure in which the plurality of battery blocks 70 are arranged in series, the temperature of the leeward battery block is higher than that of the battery block on the leeward side.

電池セル１からセパレータ２、１２、３２、４２に熱伝導される熱量をコントロールする構造は、電池セル１の温度差をより少なくし、あるいは冷却隙間３に強制送風される冷却気体による冷却熱量をコントロールして電池セル１の温度差を少なくすることができる。したがって、バッテリシステムは、電池セル１とセパレータ２、１２、３２、４２との間の熱抵抗、又はセパレータ１２、３２、４２自体の熱抵抗を、積層方向に配置しているセパレータ２、１２、３２、４２によって異なるようにして、熱抵抗の差で電池セル１の温度をより均等化できる。発熱によって他の電池セル１よりも高温になる電池セル１に接触しているセパレータ２、１２、３２、４２は、電池セル１との熱抵抗を小さくし、あるいはセパレータ１２、３２、４２自体の熱抵抗を小さくして、電池セル１から熱伝導される熱エネルギを大きくしている。また、電池セル１表面の熱抵抗が各々の電池セル１によって異なるようにして、熱抵抗の相違で電池セル１の温度差を少なくするバッテリシステムは、温度が高くなる電池セル１の表面に設けている被覆層７の熱抵抗を小さくして冷却気体による冷却熱量を大きくしている。   The structure for controlling the amount of heat conducted from the battery cell 1 to the separators 2, 12, 32, 42 reduces the temperature difference of the battery cell 1 or reduces the amount of cooling heat generated by the cooling gas forced into the cooling gap 3. By controlling, the temperature difference of the battery cell 1 can be reduced. Therefore, the battery system has separators 2, 12, and 2, in which the thermal resistance between the battery cell 1 and the separators 2, 12, 32, 42, or the thermal resistance of the separators 12, 32, 42 itself is arranged in the stacking direction. The temperature of the battery cell 1 can be more equalized by the difference in the thermal resistance. The separators 2, 12, 32, and 42 that are in contact with the battery cell 1 that is hotter than other battery cells 1 due to heat generation reduce the thermal resistance with the battery cell 1, or the separators 12, 32, and 42 themselves The thermal resistance is reduced and the thermal energy conducted from the battery cell 1 is increased. In addition, a battery system in which the thermal resistance of the surface of the battery cell 1 is different for each battery cell 1 and the temperature difference of the battery cell 1 is reduced due to the difference in thermal resistance is provided on the surface of the battery cell 1 where the temperature increases. The heat resistance of the coating layer 7 is reduced to increase the amount of heat of cooling by the cooling gas.

図８と図９の電池ブロック１０は、積層方向に配設されるセパレータ１２が電池セル１と接触する接触面積を相違するようにして、電池セル１の温度差を少なくしている。図９のセパレータ１２は、冷却溝１２Ａの間に設けている接触部１２Ｂの幅で接触面積を調整している。このセパレータ１２は、接触部１２Ｂの幅を広くして接触面積を大きくでき、接触部１２Ｂの幅を狭くして接触面積を小さくできる。このバッテリシステムは、電池セル１とセパレータ１２との接触面積を大きくして、電池セル１とセパレータ１２との熱抵抗を小さく、接触面積を小さくして熱抵抗を大きくしている。電池セル１からセパレータ１２に熱伝導される熱エネルギは、電池セル１とセパレータ１２との間の熱抵抗を小さくして大きくなり、反対に熱抵抗を大きくして小さくなる。電池セル１からセパレータ１２に熱伝導される熱エネルギは、接触面積に比例して大きくなるので、接触面積を大きくすることで、熱抵抗を小さくでき、また接触面積を小さくして熱抵抗を大きくできる。   The battery block 10 of FIG. 8 and FIG. 9 reduces the temperature difference of the battery cell 1 by making the contact area where the separator 12 arrange | positioned in the lamination direction contacts the battery cell 1 differ. In the separator 12 of FIG. 9, the contact area is adjusted by the width of the contact portion 12B provided between the cooling grooves 12A. The separator 12 can increase the contact area by increasing the width of the contact portion 12B, and can decrease the contact area by decreasing the width of the contact portion 12B. In this battery system, the contact area between the battery cell 1 and the separator 12 is increased to reduce the thermal resistance between the battery cell 1 and the separator 12, and the contact area is decreased to increase the thermal resistance. The thermal energy conducted from the battery cell 1 to the separator 12 is increased by decreasing the thermal resistance between the battery cell 1 and the separator 12, and conversely is decreased by increasing the thermal resistance. Since the thermal energy conducted from the battery cell 1 to the separator 12 increases in proportion to the contact area, the thermal resistance can be reduced by increasing the contact area, and the thermal resistance can be increased by reducing the contact area. it can.

図８と図９の電池ブロック１０は、中央部に配設しているセパレータ１２Ｙと電池セル１との熱抵抗を、その両端部に配設しているセパレータ１２Ｘ、１２Ｚの電池セル１との熱抵抗よりも小さくしている。このバッテリシステムは、温度が高くなる中央部の電池セル１の熱エネルギをセパレータ１２Ｙに効率よく吸収して、各々の電池セル１の温度差を少なくする。このバッテリシステムは、電池ブロック１０の中央部に配設しているセパレータ１２Ｙの接触部１２Ｂの幅を広くして接触面積を大きくし、電池ブロック１０の両端部に配設しているセパレータ１２Ｘ、１２Ｚの接触部１２Ｂの幅を狭くして接触面積を小さくしている。このバッテリシステムは、中央部のセパレータ１２Ｙの熱抵抗を、両端部のセパレータ１２Ｘ、１２Ｚの熱抵抗よりも小さくして、電池セル１の温度差を少なくする。このバッテリシステムは、大きな接触面積で電池セル１に接触している中央部のセパレータ１２Ｙの吸収熱量が、小さい接触面積で電池セル１に接触している両端部のセパレータ１２Ｘ、１２Ｚよりも大きく、中央部のセパレータ１２Ｙで電池セル１の温度上昇を効果的に阻止して、電池セル１の温度差を少なくしている。   The battery block 10 shown in FIGS. 8 and 9 has the thermal resistance between the separator 12Y and the battery cell 1 disposed at the center portion between the battery cells 1 of the separators 12X and 12Z disposed at both ends thereof. It is smaller than the thermal resistance. This battery system efficiently absorbs the thermal energy of the battery cell 1 in the central part where the temperature becomes high into the separator 12Y, and reduces the temperature difference between the battery cells 1. In this battery system, the contact area 12B of the separator 12Y disposed at the center of the battery block 10 is widened to increase the contact area, and the separator 12X disposed at both ends of the battery block 10; The contact area is reduced by narrowing the width of the contact portion 12B of 12Z. In this battery system, the thermal resistance of the separator 12Y at the center is made smaller than the thermal resistance of the separators 12X and 12Z at both ends, thereby reducing the temperature difference between the battery cells 1. In this battery system, the amount of heat absorbed by the separator 12Y at the center that is in contact with the battery cell 1 with a large contact area is larger than the separators 12X and 12Z at both ends that are in contact with the battery cell 1 with a small contact area. The temperature increase of the battery cell 1 is effectively prevented by the separator 12Y in the center, and the temperature difference of the battery cell 1 is reduced.

さらに、図１０と図１１に示す電池ブロック３０は、電池セル１の積層方向に配設されるセパレータ３２自体の熱伝導率を相違するようにして、電池セル１の温度差を少なくしている。図１１のセパレータ３２は、セパレータ３２を成形するプラスチックに充填するフィラーの充填量や種類を変更して、セパレータ３２自体の熱伝導率を変更する。セパレータ３２の熱伝導率を変更するフィラーは、プラスチックよりも熱伝導率の大きい粉末であって、たとえば金属粉末やカーボン粉末を使用する。金属粉末は、熱伝導率の大きいアルミニウムや銀等の粉末が適している。このセパレータ３２は、フィラーの充填量を多くしてセパレータ３２自体の熱伝導率を大きくできる。したがって、このセパレータ３２は、フィラーの充填量を多くしてセパレータ３２自体の熱抵抗を小さく、またフィラーの充填量を少なくし、あるいは充填しないようにして熱抵抗を大きくする。熱抵抗の小さいセパレータ３２は、電池セル１から熱伝導される熱エネルギをスムーズに伝導して効率よく放熱する。   Furthermore, the battery block 30 shown in FIG. 10 and FIG. 11 reduces the temperature difference between the battery cells 1 by making the thermal conductivity of the separators 32 arranged in the stacking direction of the battery cells 1 different. . The separator 32 in FIG. 11 changes the thermal conductivity of the separator 32 itself by changing the filling amount and type of filler to be filled in the plastic forming the separator 32. The filler that changes the thermal conductivity of the separator 32 is a powder having a thermal conductivity higher than that of plastic, and for example, metal powder or carbon powder is used. As the metal powder, aluminum, silver, or other powder having a high thermal conductivity is suitable. The separator 32 can increase the thermal conductivity of the separator 32 itself by increasing the filling amount of the filler. Therefore, the separator 32 increases the filler filling amount to reduce the thermal resistance of the separator 32 itself, and reduces the filler filling amount to reduce or not to increase the thermal resistance. The separator 32 having a small thermal resistance smoothly conducts heat energy conducted from the battery cell 1 and efficiently dissipates heat.

図１０と図１１の電池ブロック３０は、中央部に配設しているセパレータ３２Ｙに、両端部に配設するセパレータ３２Ｘ、３２Ｚよりも多量のフィラーを充填して、中央部のセパレータ３２Ｙ自体の熱伝導率を両端部に配設しているセパレータ３２Ｘ、３２Ｚ自体の熱伝導率よりも大きくし、中央部のセパレータ３２Ｙの熱抵抗を、両端部のセパレータ３２Ｘ、３２Ｚの熱抵抗よりも小さくしている。このバッテリシステムは、電池ブロック３０の中央部のセパレータ３２Ｙの熱抵抗を小さくして、吸収する熱エネルギを効率よく伝達して放熱できるようにしているので、温度が高くなる中央部の電池セル１の熱エネルギを中央部のセパレータ３２Ｙが効率よく吸収して、各々の電池セル１の温度差を少なくする。このバッテリシステムも、中央部のセパレータ３２Ｙの熱抵抗を、両端部のセパレータ３２Ｘ、３２Ｚの熱抵抗よりも小さくして、電池セル１の温度差を少なくする。このバッテリシステムは、大きい熱伝導率のフィラーを多量に充填している中央部のセパレータ３２Ｙの吸収熱量が、フィラーの充填量を少なくしている両端部のセパレータ３２Ｘ、３２Ｚよりも大きく、中央部のセパレータ３２Ｙで電池セル１の温度上昇を効果的に阻止して、電池セル１の温度差を少なくしている。   10 and 11, the separator 32Y disposed in the center portion is filled with a larger amount of filler than the separators 32X and 32Z disposed at both ends, so that the separator 32Y itself in the center portion is filled. The thermal conductivity is made larger than the thermal conductivity of the separators 32X and 32Z itself arranged at both ends, and the thermal resistance of the central separator 32Y is made smaller than the thermal resistance of the separators 32X and 32Z at both ends. ing. In this battery system, the thermal resistance of the separator 32Y in the central part of the battery block 30 is reduced so that the absorbed thermal energy can be efficiently transmitted and radiated, so that the battery cell 1 in the central part where the temperature rises. The central separator 32Y efficiently absorbs the heat energy, and the temperature difference between the battery cells 1 is reduced. Also in this battery system, the thermal resistance of the separator 32Y at the center is made smaller than the thermal resistance of the separators 32X and 32Z at both ends, thereby reducing the temperature difference between the battery cells 1. In this battery system, the amount of heat absorbed by the central separator 32Y filled with a large amount of filler having a large thermal conductivity is larger than that of the separators 32X and 32Z at both ends where the filler filling amount is reduced. The separator 32Y effectively prevents the battery cell 1 from rising in temperature and reduces the temperature difference between the battery cells 1.

さらにまた、図１２、図１３に示す電池ブロック４０は、電池セル１の積層方向に配設されるセパレータ４２の厚さを相違する形状として、電池セル１の温度差を少なくする。セパレータ４２は、厚く成形して熱抵抗を小さく、薄く成形して熱抵抗を大きくできる。厚く成形しているセパレータ４２Ｙは、電池セル１から熱伝導される熱エネルギをスムーズに伝導して効率よく放熱する。図１３の電池ブロック４０は、中央部に配設しているセパレータ４２Ｙの厚さを、両端部に配設するセパレータ４２Ｘ、４２Ｚよりも厚くして、中央部のセパレータ４２Ｙの熱抵抗を、両端部のセパレータ４２Ｘ、４２Ｚの熱抵抗よりも小さくしている。このバッテリシステムは、電池ブロック４０の中央部のセパレータ４２Ｙの熱抵抗を小さくして、吸収する熱エネルギを効率よく伝達して放熱できるようにしているので、温度が高くなる中央部の電池セル１の熱エネルギを中央部のセパレータ４２Ｙが効率よく吸収して、各々の電池セル１の温度差を少なくする。このバッテリシステムは、厚く成形している中央部のセパレータ４２Ｙの吸収熱量が、薄く成形している両端部のセパレータ４２Ｘ、４２Ｚよりも大きく、中央部のセパレータ４２Ｙで電池セル１の温度上昇を効果的に阻止して、電池セル１の温度差を少なくする。   Furthermore, the battery block 40 shown in FIGS. 12 and 13 has a shape in which the thicknesses of the separators 42 arranged in the stacking direction of the battery cells 1 are different, thereby reducing the temperature difference of the battery cells 1. The separator 42 can be formed thick to reduce the thermal resistance, and thinly formed to increase the thermal resistance. The separator 42Y formed thickly conducts heat energy conducted from the battery cell 1 smoothly and efficiently dissipates heat. In the battery block 40 of FIG. 13, the thickness of the separator 42Y disposed at the center is made thicker than the separators 42X and 42Z disposed at both ends, and the thermal resistance of the separator 42Y at the center is increased at both ends. It is made smaller than the thermal resistance of the separators 42X and 42Z. In this battery system, the thermal resistance of the separator 42Y in the central part of the battery block 40 is reduced so that the absorbed thermal energy can be efficiently transmitted and radiated, so that the battery cell 1 in the central part where the temperature rises. The separator 42Y in the center part efficiently absorbs the heat energy, and the temperature difference between the battery cells 1 is reduced. In this battery system, the absorption heat quantity of the thickly formed central separator 42Y is larger than that of the thinly formed separators 42X and 42Z, and the temperature of the battery cell 1 is effectively increased by the central separator 42Y. Therefore, the temperature difference of the battery cell 1 is reduced.

さらにまた、図１４ないし図１６に示す電池ブロック５０、６０は、各々の電池セル１表面の熱抵抗が、積層方向に配置される電池セル１で異なるようにして、熱抵抗の差で電池セル１の温度を均等化している。このバッテリシステムは、冷却気体で冷却される冷却熱量をコントロールして、電池セル１の温度差を少なくする。電池セル１表面の熱抵抗を調整するために、図１７の斜視図に示すように、電池セル１の表面に被覆層７を設けている。電池セル１は、被覆層７を介して冷却気体で冷却される。したがって、被覆層７で電池セル１の冷却を調整して温度差を少なくできる。被覆層７は、膜厚で電池セル１表面の熱抵抗を調整し、あるいは被覆層７を熱伝導率が異なる材質として、熱抵抗を調整できる。被覆層７を厚くして熱抵抗を大きくし、また被覆層７を熱伝導率の小さい材質として熱抵抗を大きくできる。熱伝導率が異なる材質で熱抵抗を調整する被覆層７は、前述したセパレータ自体の熱伝導率をフィラーで調整するのと同じように、プラスチック製の被覆層７に熱伝導率の大きいフィラーを充填して熱伝導率を調整できる。また、プラスチックの種類を変更して熱伝導率を変更することもできる。   Furthermore, the battery blocks 50 and 60 shown in FIG. 14 to FIG. 16 are configured such that the thermal resistance of the surface of each battery cell 1 is different in the battery cells 1 arranged in the stacking direction, and the battery cell is changed by the difference in thermal resistance. The temperature of 1 is equalized. This battery system controls the amount of cooling heat that is cooled by the cooling gas to reduce the temperature difference of the battery cells 1. In order to adjust the thermal resistance of the battery cell 1 surface, a coating layer 7 is provided on the surface of the battery cell 1 as shown in the perspective view of FIG. The battery cell 1 is cooled with a cooling gas via the coating layer 7. Therefore, the temperature difference can be reduced by adjusting the cooling of the battery cell 1 with the coating layer 7. The coating layer 7 can adjust the thermal resistance of the surface of the battery cell 1 by the film thickness, or the thermal resistance can be adjusted by using the coating layer 7 as a material having different thermal conductivity. The coating layer 7 can be made thick to increase the thermal resistance, and the coating layer 7 can be made of a material having a low thermal conductivity to increase the thermal resistance. The coating layer 7 that adjusts the thermal resistance with a material having different thermal conductivity is provided with a filler having a high thermal conductivity in the plastic coating layer 7 in the same manner as the thermal conductivity of the separator itself is adjusted with the filler. Fill and adjust thermal conductivity. It is also possible to change the thermal conductivity by changing the type of plastic.

被覆層７は、塗膜又はプラスチックフィルムである。塗料は絶縁塗料であって、膜厚やフィラーの充填量で熱伝導率を変更する。プラスチックフィルムは、熱収縮フィルムが適している。プラスチックフィルムは、フィラーの充填量や膜厚、あるいはプラスチックの種類で熱伝導率を変更する。   The coating layer 7 is a coating film or a plastic film. The paint is an insulating paint, and the thermal conductivity is changed depending on the film thickness and the filler filling amount. A heat shrink film is suitable for the plastic film. The thermal conductivity of the plastic film is changed depending on the filling amount and film thickness of the filler or the type of plastic.

図１５の電池ブロック５０は、中央部に配設している電池セル１の被覆層７Ｙの厚さを、両端部に配設する電池セル１の被覆層７Ｘ、７Ｚよりも薄くして、中央部の電池セル１表面の熱抵抗を、両端部の電池セル１表面の熱抵抗よりも小さくしている。このバッテリシステムは、電池ブロック５０の中央部に配置する電池セル１表面の熱抵抗を小さくして、冷却気体で効率よく冷却できるようにして、温度が高くなる中央部の電池セル１を冷却気体で効率よく冷却して、各々の電池セル１の温度差を少なくする。このバッテリシステムは、中央部の電池セル１の被覆層７Ｙを両端部の電池セル１の被覆層７Ｘ、７Ｚよりも薄くしている。   The battery block 50 in FIG. 15 has a thickness of the covering layer 7Y of the battery cell 1 disposed at the center portion thinner than that of the covering layers 7X and 7Z of the battery cell 1 disposed at both ends. The thermal resistance of the surface of the battery cell 1 is made smaller than the thermal resistance of the surface of the battery cell 1 at both ends. This battery system reduces the thermal resistance of the surface of the battery cell 1 disposed in the center of the battery block 50 so that it can be efficiently cooled with the cooling gas, thereby cooling the battery cell 1 in the center where the temperature is high. The temperature difference of each battery cell 1 is reduced by cooling efficiently. In this battery system, the coating layer 7Y of the battery cell 1 at the center is made thinner than the coating layers 7X and 7Z of the battery cell 1 at both ends.

また、図１６の電池ブロック６０は、中央部の電池セル１の表面に被覆層を設けないで、両端部の電池セル１の表面にのみ被覆層７を設けることで、中央部の電池セル１表面の熱抵抗を小さくして温度差を少なくしている。それは、温度が高くなる電池セル１表面の熱抵抗を、温度が低くなる電池セル１表面よりも小さくすることで温度差を少なくできるからである。   In addition, the battery block 60 of FIG. 16 does not provide a coating layer on the surface of the battery cell 1 in the central part, but provides the coating layer 7 only on the surfaces of the battery cells 1 at both ends, so that the battery cell 1 in the central part. The surface thermal resistance is reduced to reduce the temperature difference. This is because the temperature difference can be reduced by making the thermal resistance of the surface of the battery cell 1 where the temperature becomes higher than that of the surface of the battery cell 1 where the temperature becomes lower.

さらに、バッテリシステムは、被覆層の膜厚によらず、被覆層の熱伝導率の相違で各々の電池セルの温度差を少なくすることもできる。このバッテリシステムは、温度が高くなる電池セル表面には熱伝導率の大きい材質の被覆層を設け、電池温度が低くなる電池セル表面には熱伝導率の小さい材質の被覆層を設けることで、電池セルの温度差を少なくする。   Furthermore, the battery system can also reduce the temperature difference of each battery cell by the difference in the thermal conductivity of a coating layer irrespective of the film thickness of a coating layer. In this battery system, a coating layer made of a material having a high thermal conductivity is provided on the surface of the battery cell where the temperature is high, and a coating layer made of a material having a low thermal conductivity is provided on the surface of the battery cell where the battery temperature is low. Reduce the temperature difference between battery cells.

以上のバッテリシステムは、セパレータ１２の接触面積を変更する第１の構造と、セパレータ３２自体の熱伝導率を変更する第２の構造と、セパレータ４２の厚さを変更する第３の構造と、電池セル１表面の熱抵抗を変更する第４の構造で、電池セル１とセパレータ２、１２、３２、４２との熱抵抗を最適値に調整し、また、セパレータ１２、３２、４２の熱抵抗を調整し、あるいは又は電池セル１表面の熱抵抗を調整して、各々の電池セル１の温度差を少なくする。ただし、車両用のバッテリシステムは、第１ないし第４の構造を複数組み合わせる構造として、電池セルの温度差を少なくすることもできる。たとえば、電池ブロックの中央部のセパレータは、電池セルとの接触面積を大きくすると共に、フィラーの充填量を多くしてセパレータ自体の熱伝導率を大きくし、さらにセパレータを厚く成形して熱抵抗を小さくすることで、中央部の電池セルを効率よく冷却して温度差を少なくすることもできる。   The battery system described above includes a first structure for changing the contact area of the separator 12, a second structure for changing the thermal conductivity of the separator 32 itself, a third structure for changing the thickness of the separator 42, In the fourth structure for changing the thermal resistance of the surface of the battery cell 1, the thermal resistance of the battery cell 1 and the separators 2, 12, 32, 42 is adjusted to an optimum value, and the thermal resistance of the separators 12, 32, 42 is adjusted. Or the thermal resistance of the surface of the battery cell 1 is adjusted to reduce the temperature difference between the battery cells 1. However, the battery system for vehicles can also reduce the temperature difference of a battery cell as a structure which combines several 1st thru | or 4th structures. For example, the separator at the center of the battery block increases the contact area with the battery cell, increases the filler filling amount to increase the thermal conductivity of the separator itself, and further increases the thermal resistance by molding the separator thickly. By making it small, the battery cell in the center can be efficiently cooled to reduce the temperature difference.

以上のバッテリシステムは、中央部の電池セル１の温度が高くなる電池ブロック１０、３０、４０、５０、６０において、各々の電池セル１の温度差を少なくする構造を例示したが、バッテリシステムは、必ずしも中央部の電池セル温度が高くなるとは限らない。たとえば、図３と図４に示すように、２組の電池ブロック７０を直列に配列するバッテリシステムにあっては、風下側の電池ブロックの温度が風上側の電池ブロックの温度よりも高くなる。したがって、このバッテリシステムにあっては、風下側の電池ブロックの電池セルとセパレータとの熱抵抗を風上側のものよりも小さくし、あるいはセパレータ自体の熱抵抗を風上側よりも小さくし、あるいはまた、電池セル表面の熱抵抗を風上側よりも小さくすることで、各々の電池ブロックを構成する電池セルの温度差を少なくする。したがって、以上のバッテリシステムは、電池セルの積層方向に向かってセパレータや電池セルの熱抵抗を変更して温度差を少なくするものであるが、それは、温度が高くなる領域では熱抵抗を小さく、温度が低くなる領域では熱抵抗を大きくして、各々の電池セルの温度差を少なくする。   Although the above battery system illustrated the structure which reduces the temperature difference of each battery cell 1 in battery block 10, 30, 40, 50, 60 in which the temperature of the battery cell 1 of a center part becomes high, However, the battery cell temperature in the central portion does not necessarily increase. For example, as shown in FIGS. 3 and 4, in a battery system in which two battery blocks 70 are arranged in series, the temperature of the leeward battery block is higher than the temperature of the leeward battery block. Therefore, in this battery system, the thermal resistance between the battery cells of the battery block on the leeward side and the separator is made smaller than that on the windward side, or the thermal resistance of the separator itself is made smaller than that on the windward side, or By making the thermal resistance of the battery cell surface smaller than the windward side, the temperature difference between the battery cells constituting each battery block is reduced. Therefore, the battery system described above is to reduce the temperature difference by changing the thermal resistance of the separator and battery cells toward the stacking direction of the battery cells, but in the region where the temperature is high, the thermal resistance is small, In the region where the temperature is low, the thermal resistance is increased to reduce the temperature difference between the battery cells.

電池ブロック７０は、両端にエンドプレート４を設けて、一対のエンドプレート４を連結材５で連結して、積層している電池セル１を固定している。エンドプレート４は、電池セル１の外形にほぼ等しい外形の四角形としている。連結材５は、図５に示すように、両端を内側に折曲して折曲片５Ａをエンドプレート４に止ネジ６で固定している。   The battery block 70 is provided with end plates 4 at both ends, and the pair of end plates 4 are connected by a connecting material 5 to fix the stacked battery cells 1. The end plate 4 has a rectangular shape that is substantially equal to the outer shape of the battery cell 1. As shown in FIG. 5, the connecting member 5 is bent at both ends inward, and the bent piece 5 </ b> A is fixed to the end plate 4 with a set screw 6.

図５のエンドプレート４は、外側に補強リブ４Ａを一体的に成形して設けて補強している。さらに、エンドプレート４の外側面には、連結材５の折曲片５Ａを連結する連結孔（図示せず）を設けている。図５のエンドプレート４は、両側の四隅部に４個の連結孔を設けている。連結孔は雌ネジ穴である。このエンドプレート４は、連結材５を貫通する止ネジ６を雌ネジ穴にねじ込んで連結材５を固定することができる。   The end plate 4 in FIG. 5 is reinforced by integrally forming reinforcing ribs 4A on the outside. Furthermore, a connecting hole (not shown) for connecting the bent piece 5A of the connecting member 5 is provided on the outer surface of the end plate 4. The end plate 4 in FIG. 5 is provided with four connecting holes at the four corners on both sides. The connecting hole is a female screw hole. The end plate 4 can fix the connecting member 5 by screwing a set screw 6 penetrating the connecting member 5 into the female screw hole.

図３と図４に示すように、電池ブロック７０は２列に分離して配列されて、２列の電池ブロック７０の間に、各々の冷却隙間３に連結する中間ダクト１６を設けている。さらに、２列に分離された電池ブロック７０の外側には外側ダクト１７を設けており、外側ダクト１７と中間ダクト１６との間に複数の冷却隙間３を並列に連結している。このバッテリシステムは、図３と図４の実線の矢印で示すように、送風機構９でもって中間ダクト１６から外側ダクト１７に向けて冷却気体を強制送風し、あるいは、図３と図４の鎖線の矢印で示すように、外側ダクト１７から中間ダクト１６に向けて冷却気体を強制送風する。中間ダクト１６から外側ダクト１７に強制送風される冷却気体は、中間ダクト１６から分岐されて、各々の冷却隙間３に送風されて電池セル１を冷却する。電池セル１を冷却した冷却気体は、外側ダクト１７に集合して排気される。また、外側ダクト１７から中間ダクト１６に向けて強制送風される冷却気体は、外側ダクト１７から分岐して各々の冷却隙間３に強制送風されて電池セル１を冷却する。冷却隙間３を通過して電池セル１を冷却した冷却気体は、中間ダクト１６に集合されて外部に排気される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the battery blocks 70 are arranged in two rows, and intermediate ducts 16 connected to the respective cooling gaps 3 are provided between the two rows of battery blocks 70. Further, an outer duct 17 is provided outside the battery blocks 70 separated in two rows, and a plurality of cooling gaps 3 are connected in parallel between the outer duct 17 and the intermediate duct 16. In this battery system, as shown by solid line arrows in FIGS. 3 and 4, the cooling gas is forcibly blown from the intermediate duct 16 toward the outer duct 17 by the blowing mechanism 9, or the chain line in FIGS. 3 and 4. As shown by the arrows, the cooling gas is forcibly blown from the outer duct 17 toward the intermediate duct 16. The cooling gas forcedly blown from the intermediate duct 16 to the outer duct 17 is branched from the intermediate duct 16 and is blown to each cooling gap 3 to cool the battery cell 1. The cooling gas that has cooled the battery cell 1 gathers in the outer duct 17 and is exhausted. Further, the cooling gas forcedly blown from the outer duct 17 toward the intermediate duct 16 branches from the outer duct 17 and is forcedly blown into each cooling gap 3 to cool the battery cell 1. The cooling gas that passes through the cooling gap 3 and cools the battery cell 1 is collected in the intermediate duct 16 and exhausted to the outside.

中間ダクト１６の断面積は、外側ダクト１７の２倍とする。それは、中間ダクト１６に強制送風される冷却気体を２分岐して外側ダクト１７に送風し、あるいはふたつの外側ダクト１７から強制送風される冷却気体を集合して中間ダクト１６から排気するからである。すなわち、中間ダクト１６は、両側の外側ダクト１７の２倍の冷却気体を送風するので、その断面積を２倍として圧力損失を小さくしている。断面積を大きくするために、図のバッテリシステムは、中間ダクト１６の横幅を外側ダクト１７の横幅の２倍としている。ただし、中間ダクトは、横幅と上下幅を広くして、外側ダクトの断面積の２倍とすることもできる。   The cross-sectional area of the intermediate duct 16 is twice that of the outer duct 17. This is because the cooling gas forcedly blown to the intermediate duct 16 is branched into two and blown to the outer duct 17, or the cooling gases forcedly blown from the two outer ducts 17 are collected and exhausted from the intermediate duct 16. . That is, since the intermediate duct 16 blows twice as much cooling gas as the outer ducts 17 on both sides, the cross-sectional area is doubled to reduce the pressure loss. In order to increase the cross-sectional area, in the illustrated battery system, the lateral width of the intermediate duct 16 is twice the lateral width of the outer duct 17. However, the intermediate duct can be widened in width and vertical width to be twice the cross-sectional area of the outer duct.

図２ないし図４のバッテリシステムは、４組の電池ブロック７０からなり、２個の電池ブロック７０を直線状に連結して１列の電池ブロックとし、この電池ブロックを２列平行に並べて、中間に中間ダクト１６を、外側に外側ダクト１７を設けている。直線状に連結される２組の電池ブロックは、エンドプレート４を積層する状態で連結される。さらに、直線状に連結される２組の電池ブロックは、正負の電極端子１３をバスバー（図示せず）で連結して、互いに直列に接続している。   The battery system shown in FIGS. 2 to 4 includes four battery blocks 70. The two battery blocks 70 are connected in a straight line to form one battery block, and the battery blocks are arranged in parallel in two rows. Are provided with an intermediate duct 16 and an outer duct 17 on the outside. Two sets of battery blocks connected in a straight line are connected in a state where end plates 4 are stacked. Furthermore, two sets of battery blocks connected in a straight line are connected in series by connecting positive and negative electrode terminals 13 with a bus bar (not shown).

電池ブロック７０は、外装ケース２０に固定して、２列に配列される。図に示すバッテリシステムは、外装ケース２０を下ケース２０Ａと上ケース２０Ｂとで構成する。上ケース２０Ｂと下ケース２０Ａは、外側に突出する鍔部２１を有し、この鍔部２１をボルト２４とナット２５で固定している。図の外装ケース２０は、鍔部２１を電池ブロック７０の側面に配置している。ただ、鍔部は、電池ブロックの上部や下部、あるいはその中間に配置することもできる。この外装ケース２０は、エンドプレート４を下ケース２０Ａに止ネジ（図示せず）で固定して、電池ブロック７０を固定している。止ネジは、下ケース２０Ａを貫通してエンドプレート４のネジ孔（図示せず）にねじ込まれて、電池ブロック７０を外装ケース２０に固定する。   The battery blocks 70 are fixed to the outer case 20 and arranged in two rows. In the battery system shown in the figure, the outer case 20 is composed of a lower case 20A and an upper case 20B. The upper case 20 </ b> B and the lower case 20 </ b> A have a flange 21 protruding outward, and the flange 21 is fixed with a bolt 24 and a nut 25. In the illustrated outer case 20, the flange portion 21 is disposed on the side surface of the battery block 70. However, the collar part can also be arranged at the upper part or lower part of the battery block, or in the middle thereof. In the exterior case 20, the end plate 4 is fixed to the lower case 20A with a set screw (not shown), and the battery block 70 is fixed. The set screw passes through the lower case 20 </ b> A and is screwed into a screw hole (not shown) of the end plate 4 to fix the battery block 70 to the exterior case 20.

さらに、図の外装ケース２０は、両端に端面プレート２６、２７を連結している。端面プレート２６は、外装ケース２０に連結される状態で、中間ダクト１６に連結される連結ダクト２８を、プラスチックなどで一体的に成形して外側に突出するように設けている。また、端面プレート２７は、外装ケース２０に連結される状態で、外側ダクト１７に連結される連結ダクト２９を、プラスチックなどで一体的に成形して外側に突出するように設けている。この連結ダクト２８、２９は、送風機構９に連結され、あるいはバッテリシステムから冷却気体を排気する外部排気ダクト（図示せず）に連結される。これらの端面プレート２６、２７は、ネジ止めして、電池ブロックのエンドプレートに連結している。ただ、端面プレートは、ネジ止め以外の連結構造で電池ブロックに連結し、あるいは、外装ケースに固定することもできる。   Furthermore, the exterior case 20 in the figure has end face plates 26 and 27 connected to both ends. The end face plate 26 is provided with a connecting duct 28 connected to the intermediate duct 16 so as to be integrally formed of plastic or the like so as to protrude outward while being connected to the outer case 20. In addition, the end face plate 27 is provided so that a connecting duct 29 connected to the outer duct 17 is integrally formed of plastic or the like and protrudes to the outside while being connected to the outer case 20. The connection ducts 28 and 29 are connected to the blower mechanism 9 or to an external exhaust duct (not shown) that exhausts cooling gas from the battery system. These end face plates 26 and 27 are screwed and connected to the end plate of the battery block. However, the end face plate can be connected to the battery block by a connecting structure other than screwing, or can be fixed to the outer case.

以上のバッテリシステムは、電池ブロック７０を互いに平行に２列に配列しており、２列に配列される電池ブロック７０の間に中間ダクト１６を設けて、外側に外側ダクト１７を設けている。ただ、バッテリシステムは、１列の電池ブロックで構成することもできる。このバッテリシステムは、図示しないが、１列の電池ブロックの両側に送風ダクトを設けて、一方の送風ダクトから他方の送風ダクトに強制送風し、各々の冷却隙間に冷却気体を送風して電池セルを冷却することができる。   In the above battery system, the battery blocks 70 are arranged in two rows in parallel with each other, the intermediate duct 16 is provided between the battery blocks 70 arranged in two rows, and the outer duct 17 is provided on the outside. However, the battery system can also be composed of one row of battery blocks. Although not shown, this battery system is provided with air ducts on both sides of a row of battery blocks, forcibly blows air from one air duct to the other air duct, and blows cooling gas into each cooling gap to produce battery cells. Can be cooled.

１…電池セル １Ａ…外装缶
２…セパレータ ２Ａ…冷却溝
３…冷却隙間
４…エンドプレート ４Ａ…補強リブ
５…連結材 ５Ａ…折曲片
６…止ネジ
７…被覆層 ７Ｘ…被覆層
７Ｙ…被覆層
７Ｚ…被覆層
８…温度均等化プレート

９…送風機構
１０…電池ブロック
１２…セパレータ １２Ａ…冷却溝
１２Ｂ…接触部
１２Ｘ…セパレータ
１２Ｙ…セパレータ
１２Ｚ…セパレータ
１３…電極端子
１４…開口部
１６…中間ダクト
１７…外側ダクト
１８…絶縁層
１９…熱伝導ペースト
２０…外装ケース ２０Ａ…下ケース
２０Ｂ…上ケース
２１…鍔部
２４…ボルト
２５…ナット
２６…端面プレート
２７…端面プレート
２８…連結ダクト
２９…連結ダクト
３０…電池ブロック
３２…セパレータ ３２Ａ…冷却溝
３２Ｘ…セパレータ
３２Ｙ…セパレータ
３２Ｚ…セパレータ
４０…電池ブロック
４２…セパレータ ４２Ａ…冷却溝
４２Ｘ…セパレータ
４２Ｙ…セパレータ
４２Ｚ…セパレータ
５０…電池ブロック
６０…電池ブロック
７０…電池ブロック
１０１…電池セル
１０３…冷却隙間
１０６…供給ダクト
１０７…排出ダクト
１０８…冷却風流れ変更部材
１１０…電池ブロック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery cell 1A ... Exterior can 2 ... Separator 2A ... Cooling groove 3 ... Cooling gap 4 ... End plate 4A ... Reinforcement rib 5 ... Connecting material 5A ... Bending piece 6 ... Set screw 7 ... Covering layer 7X ... Covering layer
7Y ... coating layer
7Z ... coating layer 8 ... temperature equalization plate

9 ... Air blow mechanism 10 ... Battery block 12 ... Separator 12A ... Cooling groove
12B ... contact part
12X ... Separator
12Y ... Separator
12Z: Separator 13 ... Electrode terminal 14 ... Opening 16 ... Intermediate duct 17 ... Outer duct 18 ... Insulating layer 19 ... Thermal conductive paste 20 ... Outer case 20A ... Lower case
20B ... Upper case 21 ... Butt part 24 ... Bolt 25 ... Nut 26 ... End face plate 27 ... End face plate 28 ... Connection duct 29 ... Connection duct 30 ... Battery block 32 ... Separator 32A ... Cooling groove
32X ... Separator
32Y ... Separator
32Z ... Separator 40 ... Battery block 42 ... Separator 42A ... Cooling groove
42X ... Separator
42Y ... Separator
42Z ... separator 50 ... battery block 60 ... battery block 70 ... battery block 101 ... battery cell 103 ... cooling gap 106 ... supply duct 107 ... discharge duct 108 ... cooling air flow changing member 110 ... battery block

Claims (8)

複数の電池セル(1)の間にあって、電池セル(1)の表面に熱結合状態に接触してなるセパレータ(2)、(12)、(32)、(42)が挟着され、かつ複数の電池セル(1)が、電池セル(1)の間に冷却隙間(3)を設けてなるセパレータ(2)、(12)、(32)、(42)を介して積層するように固定してなる電池ブロック(70)、(10)、(30)、(40)、(50)、(60)と、この電池ブロック(70)、(10)、(30)、(40)、(50)、(60)の冷却隙間(3)に冷却気体を強制送風する送風機構(9)とを備える車両用のバッテリシステムであって、
各々の電池セル(1)の外周面に熱結合してなる温度均等化プレート(8)を備えており、この温度均等化プレート(8)の熱伝導率は前記セパレータ(2)、(12)、(32)、(42)よりも大きく、
各々の電池セル(1)の発熱がセパレータ(2)、(12)、(32)、(42)に吸収され、かつ冷却隙間(3)に送風される冷却気体で電池セル(1)が冷却され、さらに各々の電池セル(1)と前記温度均等化プレート(8)との間の熱伝導によって、高温の電池セル(1)によって温度均等化プレート(8)が加温され、加温された温度均等化プレート(8)が低温の電池セル(1)を加温して電池セル(1)の温度を均等化するようにしてなる車両用のバッテリシステム。 Separators (2), (12), (32), (42) sandwiched between the plurality of battery cells (1) and in contact with the surface of the battery cell (1) in a thermally coupled state, and a plurality of The battery cells (1) are fixed so as to be stacked via separators (2), (12), (32), (42) with a cooling gap (3) provided between the battery cells (1). Battery block (70), (10), (30), (40), (50), (60) and this battery block (70), (10), (30), (40), (50 ), A battery system for a vehicle including a blowing mechanism (9) for forcibly blowing cooling gas in the cooling gap (3) of (60),
Each battery cell (1) is provided with a temperature equalizing plate (8) thermally coupled to the outer peripheral surface of the battery cell (1), and the thermal conductivity of the temperature equalizing plate (8) is the separator (2), (12) , Larger than (32), (42),
The heat generated in each battery cell (1) is absorbed by the separator (2), (12), (32), (42), and the battery cell (1) is cooled by the cooling gas blown into the cooling gap (3). Further, due to heat conduction between each battery cell (1) and the temperature equalizing plate (8), the temperature equalizing plate (8) is heated and heated by the high temperature battery cell (1). A vehicle battery system in which the temperature equalizing plate (8) warms the low temperature battery cells (1) to equalize the temperature of the battery cells (1). 前記セパレータ(2)、(12)、(32)、(42)がプラスチックで、前記温度均等化プレート(8)が金属プレートである請求項１に記載されるバッテリシステム。   The battery system according to claim 1, wherein the separators (2), (12), (32), (42) are plastic, and the temperature equalizing plate (8) is a metal plate. 前記温度均等化プレート(8)が、アルミニウム又はアルミニウム合金のいずれかの金属プレートである請求項２に記載されるバッテリシステム。   The battery system according to claim 2, wherein the temperature equalizing plate (8) is a metal plate of either aluminum or aluminum alloy. 前記セパレータ(2)、(12)、(32)、(42)がプラスチックで、前記温度均等化プレート(8)が、プラスチックよりも大きな熱伝導率のフィラーを充填してなる充填プラスチックである請求項１に記載されるバッテリシステム。   The separators (2), (12), (32), (42) are plastic, and the temperature equalizing plate (8) is a filled plastic formed by filling a filler having a thermal conductivity larger than that of plastic. Item 4. The battery system according to Item 1. 前記セパレータ(12)が、前記電池セル(1)の表面に接触する接触面積を、積層方向に配置されるセパレータ(12)で異なるようにしてなる請求項１に記載される車両用のバッテリシステム。   2. The vehicle battery system according to claim 1, wherein the separator (12) has a contact area that contacts the surface of the battery cell (1) different between the separators (12) arranged in the stacking direction. . 前記セパレータ(32)自体の熱伝導率が、積層方向に配置されるセパレータ(32)で異なるようにしてなる請求項１に記載される車両用のバッテリシステム。   The vehicle battery system according to claim 1, wherein the separator (32) itself has a different thermal conductivity in the separator (32) arranged in the stacking direction. 前記セパレータ(42)自体の厚さが、積層方向に配置されるセパレータ(42)で異なるようにしてなる請求項１に記載される車両用のバッテリシステム。   The battery system for vehicles according to claim 1, wherein the thickness of the separator (42) itself is different in the separator (42) arranged in the stacking direction. 前記電池セル(1)の表面に被覆層(7)を設けており、積層方向に配置している電池セル(1)の被覆層(7)の熱抵抗が異なるようにしている請求項１に記載される車両用のバッテリシステム。   The coating layer (7) is provided on the surface of the battery cell (1), and the thermal resistance of the coating layer (7) of the battery cell (1) arranged in the stacking direction is made different. A battery system for a vehicle as described.
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