JP2011096398A

JP2011096398A - 電池パック

Info

Publication number: JP2011096398A
Application number: JP2009246758A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ushijima; 修牛嶌; Hideki Masuda; 英樹増田
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2029-10-27
Also published as: JP5641387B2

Abstract

【課題】電池収納ケース内に収納した電池を効率良く冷却することのできる電池パックを提供する。
【解決手段】電池パックは電池と電池収納ケースとの間にスペーサーを備えており、前記スペーサーには前記電池収納ケースと空間を介在して前記電池と当接する板状部が備えられており、前記板状部に設けられた孔部を介して、電池間の隙間と、前記電池収納ケースと前記板状部との間の空間が連通している。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池を収納する電池収納ケースを備えた電池パックに関するものである。

複数個の電池を電池収納ケースに収納した電池パックは、自動車など移動体の電源や非常用電源として用いられる。これら電池パックは充放電時に大電流を流すことが多く、電池に大電流を流した際には、ジュール熱などで電池が高温となり、さらに、電池から発生した熱で電池収納ケース内が高温状態となる。また、大電流での充放電を行わなくても、高温雰囲気中でこれら電池パックを使用することが多い。

電池パックの電池が高温状態になると、電池の安全性が低下するばかりか、電池が長時間、高温状態にあることで電池の寿命が短くなるという虞がある。そこで、特許文献１に記載されているように、電池収納ケースに冷却媒体を吸気する吸気口および排気する排気口を設けて、電池間の隙間に冷却媒体を流して電池を冷却する方法がある。

一方、上記のような電池収納ケースでは電池と電池収納ケースの底盤部との間にスペーサーを備えて電池を支持する方法や、電池と電池収納ケースの側壁部との間にスペーサーを備えて電池の位置を固定する方法がある。特に、重量のある電池を収納する場合には、強度の観点から電池収納ケースの材質に金属が用いられることが多く、スペーサーの材質に絶縁性の有するものを用いることで、電池と電池ケースとの絶縁の役割も果たす。また、電池と電池収納ケースとの間にスペーサーを備えて電池を固定する方法は、電池を固定するための結束部材を用いて、その結束部材と電池収納ケースとを螺子等で係止する方法と比較して、係止の作業を省くことができ、容易な作業で電池を固定することができる。

特開２００６−１２８１２４号公報

上記のように電池と電池収納ケースとの間にスペーサーを備えた電池パックにおいて、電池間の隙間以外に、電池と電池収納ケースとの間の空間を冷却媒体の流路の一部として用いる場合、その空間にはスペーサーが存在しているため、十分な量の冷却媒体を流すことができず、その結果、電池間の隙間を流れる冷却媒体の量が制限されて、電池を効率よく冷却できないという問題があった。

そこで、本発明は、電池と電池ケースとの間の空間に電池を固定するためのスペーサーが備えられており、その空間を冷却媒体の流路の一部として使用する場合においても、電池を効率良く冷却することができる電池パックを提供することを課題とする。

本発明は、隙間を介して配置された複数の電池と、前記電池を収納する電池収納ケースと、前記電池収納ケースに設けられた冷却媒体を吸気する吸気口および排気する排気口と、前記電池と前記電池収納ケースとの間に備えられたスペーサーとを備えた電池パックにおいて、前記スペーサーは前記電池収納ケースとの間に空間を介在して前記電池と接する板状部を備えており、前記板状部の前記電池間の隙間が接する位置に孔部が設けられ、前記孔部を介して、前記電池間の隙間と、前記板状部と前記電池収納ケースとの間の空間とが連通していることを特徴としている。

上記の電池パックによれば、前記スペーサーの板状部と前記電池収納ケースと間には空間が介在しており、前記空間と電池間の隙間とが前記スペーサーの板状部に設けられた孔部を介して連通することで、前記空間を冷却媒体の流路として用いることができる。電池と電池収納ケースとの間にスペーサーが備えられた場合においても、十分な量の冷却媒体を流すことができるので、電池と電池収納ケースとの間の流路の狭小が原因で電池パック内を流れる冷却媒体の量が制限されることはない。その結果、電池間の隙間を流れる冷却媒体を効率良く吸気および排気することができ、電池の冷却効果を高めることができる。

本発明に係る電池パックでは、前記電池収納ケース内に仕切板が設けられており、一方の空間には前記電池部が配置され、他方の空間には前記電池部の電圧や温度などを監視する回路基盤が配置されており、前記吸気口および前記排気口は、前記電池部が配置された空間の電池収納ケースの壁部に設けられていることが望ましい。

上記の電池パックによれば、前記吸気口から吸気された冷却媒体が前記回路基盤の配置された空間に流れるのを仕切板によって防ぐことができるため、冷却媒体に含まれる水分、油分および塵が前記回路基盤に付着することによる前記回路基盤の故障を防ぐことができる。

本発明によれば、電池と電池収納ケースとの間にスペーサーが備えられ、電池収納ケースに備えられた吸気口や排気口の位置が制限された場合であっても、電池と当接するスペーサーの板状部と電池収納ケースとの間に介在する空間を冷却媒体の流路として用いることで、吸気口から排気口までの冷却媒体の流路を確保することができ、電池を効率良く冷却することができる。

本発明の電池収納ケースの一実施形態を示す概略斜視図である。本発明の電池収納ケースの一実施形態を示す断面正面図である。本発明の電池収納ケースを構成している底盤部上に電池が載せられている一実施形態を示す斜視図である。本発明の電池収納ケースを構成している底盤部の一実施形態を示す斜視図である。

本発明に係る電池パックの一実施形態について図１ないし図４を参照しながら説明する。この電池パックは、複数個の電池１が電池収納ケースに収納されている。

電池収納ケースは、図１および図２に示すように、底盤部２５と側壁部２１、２２、２３および２４を備えており、第１の側壁部２１の上部に吸気口２１ａが設けられ、第１の側壁部２１に対向している第２の側壁部２２の下部に排気口２２ａが設けられており、スペーサー１０は複数個の電池１と底盤部２５との間に備えられている。

そして、吸気口２１ａは、第１の側壁部２１において、収納された電池１の上面よりも高い位置にほぼ全幅に亘って形成される。この吸気口２１ａは、冷却風Ｗが電池収納ケース内の全幅に亘って均等に吸気されるように、長穴形状に形成されるが、小孔を多数形成したものとしてもよい。また、排気口２２ａは、冷却風Ｗが電池収納ケース内を均等に流れるように多数の小孔を１列又は複数列並列させたものとされるが、長穴形状に形成してもよい。

そして、スペーサー１０は、例えば図３および図４の示すように、帯板状の第１の板状部１１の側縁と帯板状の第２の板状部１２の側縁とを支持部１４で連結して一体化した形状とし、第１の板状部１１は電池収納ケースの底盤部２５と当接し、第２の板状部１２は電池１と当接しており、第２の板状部１２と電池収納ケースの底盤部２５と間には第１の空間１５が介在する。第１の板状部１１が電池収納ケースの底盤部２５と当接し、第２の板状部１２が電池１と当接することで、電池収納ケース内の電池１の位置を不安定にさせることなく、また、結束部材や螺子等を使用することなく電池を支持および固定することができる。

第２の板状部１２には孔部１３が設けられており、この孔部１３は、隣り合う電池１どうしの間に介在する隙間１７が配置される位置に設けられている。電池１，１間に介在する隙間１７と、第２の板状部１２と電池収納ケースの底盤部２５との間に介在する空間１５は、第２の板状部１２に設けられた孔部１３と介して連通している。また、図４に示すように、第２の板状部１２に設けられた孔部１３を支持部１４にまで延長させて、支持部１４にも開孔部を設けてもよい。

第２の板状部１２の面積が、スペーサー１０の電池と対向している面積の半分以上であることが好ましい。第２の板状部の面積を、スペーサー１０の電池と対向している面積の半分以上にすることで、電池１とスペーサー１０とが当接する面積を広くすることができ、電池１の位置をより安定にすることができる。

このスペーサー１０は、電池１と電池収納ケースとの間の絶縁性を確保し、かつ、電池パックの軽量化の観点から、樹脂で形成されていることが好ましい。スペーサー１０は、第１の板状部１１と支持部１４との連結部および第２の板状部１２と支持部１４との連結部に角部を有していることから、剛体が高められている。また、スペーサー１０の材質として剛体の高い金属を用いる場合は、電池１の表面、電池収納ケースの内壁の表面またはスペーサー１０の表面のいずれかに樹脂コーティングすることにより、電池１と電池収納ケースとの絶縁性を確保することができる。

第１の側壁部２１の外側表面には、図１に示すように、冷却風Ｗを吸気口２１ａに案内するためのフード２７が固定されている。フード２７は、第１の側壁部２１のほぼ全幅に亘る長さに形成された吸気口２１ａの幅に合わせて上部が幅広に、中間部及び下部が幅狭の側面視Ｔ字形状に形成されている。

フード２７の下部には、コンプレッサ（図示せず）などによって作られた冷却風Ｗを吸入する円形の通気口２７ａが形成されている。フード２７の通気口２７ａは、側壁部２３及び側壁部２４に固定された取付部と同じ高さに設けられ、通気口２７ａにダクト（図示せず）を接続しやすくされている。すなわち、ダクトが吸気口２１ａの高い位置に配管するよりも、取付部と同じ高さの低い位置に配管するほうが、レイアウトしやすいものとすることができる。

そして、電池収納ケースは、図２に示すように、第１の側壁部２１及び第２の側壁部２２と同じ幅の仕切板３０を第１の側壁部２１の吸気口２１ａの上側から第２の側壁部２２の方に向けて、かつ、側壁部２２との間に開口部３１を設けるように固定したものとされている。この仕切板３０上には、回路基板３２が搭載され、回路基板３２と電池１とを接続する配線（図示せず）が開口部３１を通される。

この電池収納ケースは、以上のように構成され、電池１が図１及び図２に示すように収納される。各電池１の幅の広い面（以下、「正面」という。）が向き合っている間には、絶縁板（図示せず）が介在している。絶縁板は、両側部において、隣り合っている電池１，１の各正面の側部と当接し、中間部において薄肉に形成され、隣り合っている電池１の正面の中間部と当接せず、正面の中間部との間に隙間が生じるようにされている。

このような電池収納ケースは、図２に示すように、蓋体４０によって上側開口部が閉じられ、所定の位置にセットされる。そして、コンプレッサに接続されたダクト（図示せず）をフード２７の通気口２７ａに接続し、電池１の使用時において、冷却風Ｗを側壁部２１の吸気口２１ａから電池収納ケース内に送り込む。

この冷却風Wは、第１の側壁部２１の吸気口２１ａから仕切板３０と電池１の上面との間に流れ込み、そして、電池間の隙間１７に流れ込み、電池１を正面から冷却する。この冷却風Wは、第１の板状部１１と電池１との間に介在する空間１６、および第２の板状部１２に設けられた孔部１３を介して第２の板状部１２と底盤部２５との間に介在する空間１５に流れ込み、電池１を底面からも冷却する。そして、この冷却風Wは、第２の側壁部２２の方へ流れ、排気口２２ａから電池パックの外に排出される。第２の板状部１２と底盤部２５との間に介在する空間１５を冷却風Wの流路の一部として使用することで、大量の冷却風を電池パック内に吸気しても、冷却風を効率良く排気することができるため、電池１の温度を短時間で所望の温度まで下げることができる。

冷却風Ｗは、このように電池１の上面から底部の方に流れるため、仕切板３０と第２の側壁部２２との間に設けられた開口部３１から仕切板３０の上側の回路基板３２の方へ流れることがない。したがって、冷却風Ｗ内に塵埃や油分が含まれている場合であっても、この粉塵や油分が回路基板３２に付着することがなく、絶縁不良を起こすことがないようにされている。

また、側壁部２１、２２、２３又は２４の何れかの側壁部の電池１との間に、スペーサー１０と同じ形態のスペーサーを備えてもよい。電池収納ケースのどの面部にスペーサー１０と同じ形態のスペーサーを備えるかは、電池収納ケースに設けられた吸気口および排気口の位置によって適宜決めればよい。

また、スペーサー１０と電池１の間にシート部材を介在させてもよい。例えば、樹脂製のシート部材を介在することで電池１と電池収納ケースとの絶縁性を高めることができ、粘着性の高いシート部材を介在することで電池１の位置をさらに安定させることができる。スペーサーは複数の部材から形成されてもよく、スペーサー１０と電池１との間に介在したシート部材が電池１と当接している限り、このシート部材はスペーサーの一部とみなすことができる。

１………電池
１０……スペーサー
１１……第１の板状部
１２……第２の板状部
１３……孔部
１４……支持部
１５……第１の空間
１６……第２の空間
１７……隙間
２１……第１の側壁部
２１ａ…吸気口
２２……第２の側壁部
２２ａ…排気口
２５……底盤部
３０……仕切板
３１……開口部
Ｗ………冷却風

Claims

隙間を介して配置された複数の電池と、前記電池を収納する電池収納ケースと、前記電池収納ケースに設けられた冷却媒体を吸気する吸気口および排気する排気口と、前記電池と前記電池収納ケースとの間に備えられたスペーサーとを備えた電池パックにおいて、
前記スペーサーは前記電池収納ケースとの間に空間を介在して前記電池と接する板状部を備えており、前記板状部の前記電池間の隙間が接する位置に孔部が設けられ、前記孔部を介して、前記電池間の隙間と、前記板状部と前記電池収納ケースとの間の空間とが連通していることを特徴とする電池パック。