JP2013093224A - Battery pack and vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a decrease in area where a refrigerant flows and an increase in pressure loss.SOLUTION: A battery pack includes a battery group in which a plurality of electric cells are arranged and a first refrigerant passage for leading a refrigerant between the electric cells adjacent each other in the arrangement direction is formed. A plurality of first projections are formed in the first refrigerant passage. Each of the first projections includes: a first arc-shaped part projecting toward the upstream side of the first refrigerant passage; and a pair of first taper-shaped parts extending from both ends of the first arc-shaped part toward the downstream side of the refrigerant passage and coming close to each other.

Description

本発明は、複数の単電池が配列され、該配列方向において隣接する単電池の間に冷媒通路が形成された電池群を有する組電池に関する。   The present invention relates to an assembled battery having a battery group in which a plurality of unit cells are arranged and a refrigerant passage is formed between adjacent unit cells in the arrangement direction.

近年、地球環境を意識した車両として、車両走行用の電動モータを搭載した電気自動車、ハイブリッド自動車などが注目され、実用化されている。電動モータは、充放電可能なバッテリから出力される電力により駆動される。この種のバッテリは、複数の単電池を接続した組電池として構成されている。単電池は、充放電の際に発熱し、発熱温度が高くなると劣化する。   In recent years, electric vehicles, hybrid vehicles, and the like equipped with electric motors for vehicle travel have attracted attention and are put to practical use as vehicles that are conscious of the global environment. The electric motor is driven by electric power output from a chargeable / dischargeable battery. This type of battery is configured as an assembled battery in which a plurality of single cells are connected. The unit cell generates heat during charging and discharging, and deteriorates when the heating temperature increases.

単電池の温度上昇を抑制する手段として、特許文献1は、複数の単電池と、これらの単電池が内蔵されて冷却媒体が流通するハウジングと、ハウジングの内側面に形成され、冷却媒体と接触する突起部とを有する二次電池モジュールを開示する。   As means for suppressing the temperature rise of the unit cells, Patent Document 1 discloses a plurality of unit cells, a housing in which these unit cells are incorporated and in which a cooling medium flows, formed on the inner surface of the housing, and in contact with the cooling medium. Disclosed is a secondary battery module having a protruding portion.

特開2006−278332号公報JP 2006-278332 A 特開2005−116342号公報JP-A-2005-116342 特開2007−042637号公報JP 2007-042637 A 特開2010−092723号公報JP 2010-092723 A 特開2002−033137号公報JP 2002-033137 A 特開2000−243461号公報JP 2000-243461 A 特開2001−319697号公報JP 2001-319697 A

しかしながら、特許文献1では、突起部が円柱形、或いは半球形により形成されているため、突起部の下流側端部に近接した領域において、冷媒の流れない無駄な領域が発生する。また、突起部に接触することにより分岐した冷媒が一箇所に集中し、圧力損失の増大を招くおそれがある。   However, in Patent Document 1, since the protruding portion is formed in a columnar shape or a hemispherical shape, a useless region where the refrigerant does not flow is generated in a region close to the downstream end portion of the protruding portion. In addition, the refrigerant branched by contacting the protrusions is concentrated in one place, which may increase the pressure loss.

そこで、本発明は、冷媒の流れる面積の低下と圧力損失の増大とを抑制することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to suppress a decrease in the area through which the refrigerant flows and an increase in pressure loss.

上記課題を解決するために、本願発明に係る組電池は、(1)複数の単電池が配列され、該配列方向において隣接する前記単電池の間に冷媒を導通させる第1の冷媒通路が形成された電池群を有する組電池であって、前記第1の冷媒通路には、複数の第1の突起部が形成されており、前記第1の突起部は、前記第1の冷媒通路の上流側に向かって凸となる第1の孤状部と、前記第1の孤状部の両端部から前記第1の冷媒通路の下流側に向かって延びて、互いに接近する一対の第1のテーパー形状部と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the assembled battery according to the present invention includes: (1) a plurality of unit cells are arranged, and a first refrigerant passage is formed between the unit cells adjacent to each other in the arrangement direction. In the assembled battery having the above-described battery group, a plurality of first protrusions are formed in the first refrigerant passage, and the first protrusions are upstream of the first refrigerant passage. A first arcuate portion that protrudes toward the side, and a pair of first tapers that extend from both ends of the first arcuate portion toward the downstream side of the first refrigerant passage and approach each other. And a shape portion.

(2)上記(1)の構成において、 隣接する前記単電池の間には、前記第1の冷媒通路と隣り合う位置に第2の冷媒通路が形成されており、前記第1の冷媒通路の排出口から排気された冷媒が前記第2の冷媒通路に流入するのを許容する流入開口部を設けることができる。(2)の構成によれば、第1の冷媒通路から排気された冷媒を第2の冷媒通路に流入させることにより、冷媒が再利用されて、冷却性能を向上させることができる。   (2) In the configuration of (1) above, a second refrigerant passage is formed between the adjacent unit cells at a position adjacent to the first refrigerant passage. An inflow opening that allows the refrigerant exhausted from the discharge port to flow into the second refrigerant passage may be provided. According to the configuration of (2), by flowing the refrigerant exhausted from the first refrigerant passage into the second refrigerant passage, the refrigerant is reused and the cooling performance can be improved.

(3)上記(2)の構成において、前記第1の冷媒通路及び前記第2の冷媒通路は互いに、冷媒の流れる方向が反対方向であってもよい。(3)の構成によれば、第1の冷媒通路から排気された冷媒を、迂回させることなく、第2の冷媒通路に供給することができる。   (3) In the configuration of the above (2), the first refrigerant passage and the second refrigerant passage may be opposite to each other in the direction in which the refrigerant flows. According to the configuration of (3), the refrigerant exhausted from the first refrigerant passage can be supplied to the second refrigerant passage without making a detour.

(4)上記(2)又は(3)の構成において、さらに、隣接する前記単電池の間に配置されるスペーサ部材を有し、前記複数の第1の突起部は、前記スペーサ部材に形成されるとともに、前記単電池の外面に接触させることができる。(4)の構成によれば、スペーサ部材と単電池の外面との間に第1の冷媒通路が形成され、この第1の冷媒通路における冷却能力を高めることができる。   (4) In the configuration of (2) or (3), the configuration further includes a spacer member disposed between the adjacent unit cells, and the plurality of first protrusions are formed on the spacer member. And can be brought into contact with the outer surface of the unit cell. According to the configuration of (4), the first refrigerant passage is formed between the spacer member and the outer surface of the unit cell, and the cooling capacity in the first refrigerant passage can be enhanced.

(5)上記(3)又は(4)の構成において、前記スペーサ部材には、前記単電池の外面に接触することにより前記第1の冷媒通路及び前記第2の冷媒通路を仕切る隔壁が形成されており、前記隔壁の先端部には、前記単電池の外面から離間した位置に位置することにより前記流入開口部を形成するリップ部が形成されており、前記第1の冷媒通路の前記排出口から排気された冷媒を、前記流入開口部を介して、前記第2の冷媒通路に向かわせる第1のガイド部と、前記第1の冷媒通路から流入した冷媒を前記第2の冷媒通路の下流側に向かわせる第2のガイド部とを有する。(5)の構成によれば、第1の冷媒通路から排気された冷媒をより確実に第2の冷媒通路に供給することができる。   (5) In the configuration of (3) or (4) above, the spacer member is formed with a partition wall that partitions the first refrigerant passage and the second refrigerant passage by contacting the outer surface of the unit cell. A lip portion that forms the inflow opening by being located at a position spaced apart from the outer surface of the unit cell at the tip of the partition, and the discharge port of the first refrigerant passage A first guide portion that directs the refrigerant exhausted from the refrigerant to the second refrigerant passage through the inflow opening, and the refrigerant that has flowed in from the first refrigerant passage downstream of the second refrigerant passage. And a second guide portion directed to the side. According to the configuration of (5), the refrigerant exhausted from the first refrigerant passage can be more reliably supplied to the second refrigerant passage.

(6)上記(5)の構成において、前記第1のガイド部は、前記電池群を前記配列方向において拘束する拘束部材を囲む筒状部材の外壁を兼ねており、前記第2のガイド部は、前記単電池を押圧して前記単電池の位置ずれを抑制する抑制部材を兼ねている。(6)の構成によれば、独立した第1のガイド部及び第2のガイド部が不要となるため、部品点数の増加を抑制しながら、冷却性能を向上させることができる。   (6) In the configuration of (5), the first guide part also serves as an outer wall of a cylindrical member surrounding a restraining member that restrains the battery group in the arrangement direction, and the second guide part is , And also serves as a suppressing member that suppresses the positional deviation of the unit cell by pressing the unit cell. According to the structure of (6), since the independent 1st guide part and 2nd guide part become unnecessary, cooling performance can be improved, suppressing the increase in a number of parts.

(7)上記(1)〜(6)の構成において、前記複数の第1の突起部は、千鳥状に配列することができる。(7)の構成によれば、冷却効率をより高めることができる。   (7) In the configurations of (1) to (6), the plurality of first protrusions can be arranged in a staggered manner. According to the configuration of (7), the cooling efficiency can be further increased.

(8)上記(2)〜(7)の構成において、前記第2の冷媒通路には、複数の第2の突起部が形成されており、前記第2の突起部は、前記第2の冷媒通路の上流側に向かって凸となる第2の孤状部と、前記第2の孤状部の両端部から前記第2の冷媒通路の下流側に向かって延びるとともに互いに接近する一対の第2のテーパー形状部とを有する。(8)の構成によれば、第2の冷媒通路を流れる冷媒の冷却面積の低下と圧力損失の増大とを抑制することができる   (8) In the configurations of (2) to (7) above, a plurality of second protrusions are formed in the second refrigerant passage, and the second protrusions are the second refrigerant. A second arcuate portion that protrudes toward the upstream side of the passage, and a pair of second portions that extend from both ends of the second arcuate portion toward the downstream side of the second refrigerant passage and approach each other. And a tapered portion. According to the structure of (8), the fall of the cooling area of the refrigerant | coolant which flows through a 2nd refrigerant path, and the increase in pressure loss can be suppressed.

(9)上記(8)の構成において、前記複数の第2の突起部は、千鳥状に配列することができる。(9)の構成によれば、冷却効率をより高めることができる。   (9) In the configuration of (8) above, the plurality of second protrusions can be arranged in a staggered manner. According to the configuration of (9), the cooling efficiency can be further increased.

(10)上記(1)〜(9)のうちいずれか一つに記載の組電池と、
前記組電池から供給される電力により車両を走行させるための動力を発生するモータと、を有する車両。(10)の構成によれば、電池寿命の長い車両を提供することができる。
(10) The assembled battery according to any one of (1) to (9) above,
And a motor that generates power for driving the vehicle with electric power supplied from the assembled battery. According to the configuration of (10), a vehicle having a long battery life can be provided.

本発明によれば、冷媒の流れる面積の低下と圧力損失の増大とを抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the area through which the refrigerant flows and an increase in pressure loss.

組電池の斜視図である。It is a perspective view of an assembled battery. 組電池の断面図である。It is sectional drawing of an assembled battery. スペーサ部材に流れる冷媒の流速分布を模式的に示した模式図である(実施形態)It is the schematic diagram which showed typically the flow velocity distribution of the refrigerant | coolant which flows into a spacer member (embodiment). スペーサ部材に流れる冷媒の流速分布を模式的に示した模式図である(比較例)It is the schematic diagram which showed typically the flow velocity distribution of the refrigerant | coolant which flows into a spacer member (comparative example). 第1の突起部の拡大図である。It is an enlarged view of the 1st projection part. 圧力損失及び冷却能力の評価試験の試験結果を示したグラフである。It is the graph which showed the test result of the evaluation test of pressure loss and cooling capacity.

図1は、本実施形態に係る組電池の斜視図である。図2は、組電池をY−Z面で切断した断面図であり、一部の要素を透視して図示する。これらの図において、X軸、Y軸及びZ軸は互いに異なる直交する三軸を示している。組電池100は、単電池11及びスペーサ部材2を交互に積層した電池群1、一対のエンドプレート3、および第1〜第4の拘束バンド(拘束部材に相当する)4a〜4dを備える。組電池100は、車両を走行させるモータに供給される電力を蓄電する。車両は、当該モータの動力のみによって車輪を駆動する電気自動車、或いは当該モータの動力とエンジンの動力とを動力源として兼用するハイブリッド自動車であってもよい。また、ハイブリッド自動車は、車両外部に設けられた商用電源により充電可能なプラグインハイブリッド自動車であってもよい。   FIG. 1 is a perspective view of the assembled battery according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the assembled battery taken along the YZ plane, with some elements shown through. In these drawings, an X axis, a Y axis, and a Z axis indicate three mutually orthogonal orthogonal axes. The assembled battery 100 includes a battery group 1 in which cells 11 and spacer members 2 are alternately stacked, a pair of end plates 3, and first to fourth restraining bands (corresponding to restraining members) 4a to 4d. The assembled battery 100 stores electric power supplied to a motor that drives the vehicle. The vehicle may be an electric vehicle that drives wheels only by the power of the motor, or a hybrid vehicle that uses both the power of the motor and the power of the engine as power sources. The hybrid vehicle may be a plug-in hybrid vehicle that can be charged by a commercial power source provided outside the vehicle.

電池群1は、電気的に互いに直列に接続された複数の単電池11を備える。これらの単電池11は、X軸方向(配列方向に相当する)に積層されている。単電池11は、単電池11の積層方向において向き合う一対の外面と、Y軸方向において向き合う一対の外面と、Z軸方向において向き合う一対の外面とを有するいわゆる角型電池である。単電池11は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池であってもよい。単電池11は、キャパシタであってもよい。Z軸方向において向き合う一対の外面のうち一方の外面側には、突状の正極端子11a及び負極端子11bがY軸方向に並んで形成されている。   The battery group 1 includes a plurality of single cells 11 that are electrically connected in series with each other. These unit cells 11 are stacked in the X-axis direction (corresponding to the arrangement direction). The unit cell 11 is a so-called square cell having a pair of outer surfaces facing in the stacking direction of the unit cells 11, a pair of outer surfaces facing in the Y-axis direction, and a pair of outer surfaces facing in the Z-axis direction. The single battery 11 may be a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. The unit cell 11 may be a capacitor. A projecting positive electrode terminal 11a and a negative electrode terminal 11b are formed side by side in the Y-axis direction on one of the pair of outer surfaces facing in the Z-axis direction.

図2に図示するように、正極端子11aは、正極接続端子11cを介して、単電池11の内部に位置する不図示の発電要素に接続されている。負極端子11bは、負極接続端子11dを介して、単電池11の内部に位置する不図示の発電要素に接続されている。第1〜第4の拘束バンド4a〜4dはそれぞれ、単電池11の積層方向に延びており、絶縁性の保護枠12により覆われている。保護枠12は、樹脂であってもよい。なお、保護枠12は、筒状部材に相当する。   As shown in FIG. 2, the positive electrode terminal 11a is connected to a power generation element (not shown) located inside the unit cell 11 via a positive electrode connection terminal 11c. The negative electrode terminal 11b is connected to a power generation element (not shown) located inside the unit cell 11 via a negative electrode connection terminal 11d. Each of the first to fourth restraint bands 4 a to 4 d extends in the stacking direction of the unit cells 11 and is covered with an insulating protective frame 12. The protective frame 12 may be a resin. The protective frame 12 corresponds to a cylindrical member.

一対のエンドプレート3は、電池群1を挟む位置に配置される。一対のエンドプレート3のX軸方向の端面には、第1の拘束バンド4a及びc第3の拘束バンド4cを挟み込んで保持する一対の挟持板33a、33bが形成されている。これらの挟持板33a、33bは、リベット6を介してリベット止めされる。これにより、第1の拘束バンド4a及び第3の拘束バンド4cが強固に固定される。   The pair of end plates 3 are arranged at positions sandwiching the battery group 1. A pair of sandwiching plates 33a and 33b that sandwich and hold the first restraining band 4a and the third restraining band 4c are formed on the end surfaces of the pair of end plates 3 in the X-axis direction. These sandwiching plates 33 a and 33 b are riveted via rivets 6. Thereby, the 1st restraint band 4a and the 3rd restraint band 4c are fixed firmly.

一対のエンドプレート3のX軸方向の端面には、挟持板33a,33bとY軸方向において並ぶ位置に一対の挟持板32a、32bが形成されている。一対の挟持板32a、32bは、第2の拘束バンド4b及び第4の拘束バンド4dを挟み込んで保持する。これらの挟持板32a、32bは、リベット6を介してリベット止めされる。これにより、第2の拘束バンド4b及び第4の拘束バンド4dが強固に固定される。   A pair of clamping plates 32a and 32b are formed on the end surfaces in the X-axis direction of the pair of end plates 3 at positions aligned with the clamping plates 33a and 33b in the Y-axis direction. The pair of sandwiching plates 32a and 32b sandwich and hold the second restraining band 4b and the fourth restraining band 4d. These sandwiching plates 32 a and 32 b are riveted via a rivet 6. Thereby, the 2nd restraint band 4b and the 4th restraint band 4d are fixed firmly.

一対のエンドプレート3は、X−Y面方向に沿って延在するフランジ部34を備える(図1参照)。フランジ部34は、貫通穴部34aを備える。貫通穴部34aに対して図示しない締結部材を締結することにより、組電池100を車両の固定部に固定することができる。ここで、車両の固定部は、車両のシートの下に位置するフロアパネル、或いはラゲッジルームの内部であってもよい。   A pair of end plate 3 is provided with the flange part 34 extended along an XY plane direction (refer FIG. 1). The flange portion 34 includes a through hole portion 34a. The assembled battery 100 can be fixed to the fixed portion of the vehicle by fastening a fastening member (not shown) to the through hole portion 34a. Here, the fixed portion of the vehicle may be a floor panel located under the vehicle seat or the inside of the luggage room.

図1を参照して、積層方向に隣接する単電池11のうち、一方の単電池11の正極端子11a及び他方の単電池11の負極端子11bは積層方向において向き合っている。これらの正極端子11a及び負極端子11bは、図2に図示するバスバー51を介して電気的及び機械的に接続されている。   Referring to FIG. 1, among unit cells 11 adjacent to each other in the stacking direction, positive electrode terminal 11a of one unit cell 11 and negative electrode terminal 11b of the other unit cell 11 face each other in the stacking direction. The positive terminal 11a and the negative terminal 11b are electrically and mechanically connected via a bus bar 51 illustrated in FIG.

ここで、バスバー51には、板厚方向(Z軸方向)に貫通する一対の貫通穴部が形成されており、一方の貫通穴部には積層方向に隣接する一方の単電池11における正極端子11aが挿通され、他方の貫通穴部には他方の単電池11における負極端子11bが挿通される。正極端子11a及び負極端子11bの外面にはネジ溝が形成されており、これらのネジ溝に締結ナット61を締結することにより、バスバー51は固定される。ただし、積層方向に隣接する単電池11は、電気的に並列に接続してもよい。なお、図面を簡略化するために、図1にはバスバー51及び締結ナット61が図示されていない。   Here, the bus bar 51 is formed with a pair of through-hole portions penetrating in the plate thickness direction (Z-axis direction), and one through-hole portion has a positive electrode terminal in one unit cell 11 adjacent in the stacking direction. 11a is inserted, and the negative terminal 11b of the other unit cell 11 is inserted through the other through hole. Screw grooves are formed on the outer surfaces of the positive electrode terminal 11a and the negative electrode terminal 11b, and the bus bar 51 is fixed by fastening a fastening nut 61 in these screw grooves. However, the unit cells 11 adjacent in the stacking direction may be electrically connected in parallel. In order to simplify the drawing, the bus bar 51 and the fastening nut 61 are not shown in FIG.

スペーサ部材2は、X軸方向において隣り合う単電池11の間に位置する。図2を参照して、スペーサ部材2のX軸方向の端面には、第1の突起群21と、第2の突起群22とが形成されている。第1の突起群21は、複数の第1の突起部21aから構成されている。第2の突起部22は、複数の第2の突起部22aから構成されている。第1の突起群21及び第2の突起群22は、Z軸方向に延びる隔壁23を挟んでY軸方向において向き合っている。   The spacer member 2 is located between the unit cells 11 adjacent in the X-axis direction. With reference to FIG. 2, a first protrusion group 21 and a second protrusion group 22 are formed on the end surface of the spacer member 2 in the X-axis direction. The first protrusion group 21 includes a plurality of first protrusions 21a. The second protrusion 22 is composed of a plurality of second protrusions 22a. The first protrusion group 21 and the second protrusion group 22 face each other in the Y-axis direction with a partition wall 23 extending in the Z-axis direction interposed therebetween.

すなわち、第1の突起群21は、Y軸方向において向き合う一対の隔壁23に挟まれた領域に形成されており、第2の突起群22は、隔壁23を挟んで第1の突起群21と向き合う領域に形成されている。   That is, the first projection group 21 is formed in a region sandwiched between a pair of partition walls 23 facing in the Y-axis direction, and the second projection group 22 is connected to the first projection group 21 across the partition wall 23. It is formed in the area which faces.

ここで、第1の突起群21が位置する領域、つまり、一対の隔壁23に挟まれた領域を第1の冷媒通路31と定義し、第2の突起群22が位置する領域、つまり、第1の冷媒通路31に対して隔壁23を挟んで向き合う領域を第2の冷媒通路32と定義する。白抜きの矢印は、第1の冷媒通路31に流入した冷媒の流れる方向を示している。黒色の矢印は、第2の冷媒通路32に流入した冷媒の流れる方向を示している。タブルトラックの矢印は、第1の冷媒通路31から第2の冷媒通路32に流入する冷媒の流れる方向を示している。なお、冷媒とは空気のことである。冷媒は、図示しないブロアを作動させることにより、第1の冷媒通路31に供給される。   Here, the region where the first projection group 21 is located, that is, the region sandwiched between the pair of partition walls 23 is defined as the first refrigerant passage 31, and the region where the second projection group 22 is located, ie, the first A region facing one refrigerant passage 31 with the partition wall 23 interposed therebetween is defined as a second refrigerant passage 32. A white arrow indicates a direction in which the refrigerant flowing into the first refrigerant passage 31 flows. The black arrow indicates the direction in which the refrigerant flowing into the second refrigerant passage 32 flows. The arrow of the double track indicates the direction in which the refrigerant flowing from the first refrigerant passage 31 into the second refrigerant passage 32 flows. Note that the refrigerant is air. The refrigerant is supplied to the first refrigerant passage 31 by operating a blower (not shown).

第1の突起部21aは、第1の孤状部211aと、一対の第1のテーパー形状部211bとを有する、いわゆるティアドロップ型に形成されている。第1の孤状部211aは、第1の冷媒通路31の上流側に向かって凸となる方向に屈曲している。一対の第1のテーパー形状部211bは、第1の孤状部211aの両端部から第1の冷媒通路31の下流側に向かって延びるとともに、互いに接近するテーパー形状に形成されている。これらの第1の突起部21aは、千鳥状に並列されている。ここで、千鳥状とは、Y軸方向において向き合う第1の突起部21aの中間位置からZ軸方向(冷媒の流れる方向)にシフトした位置に別の第1の突起部21aが位置する配列状態を意味する。   The first protrusion 21a is formed in a so-called teardrop type having a first isolated portion 211a and a pair of first tapered portions 211b. The first arcuate portion 211 a is bent in a convex direction toward the upstream side of the first refrigerant passage 31. The pair of first tapered portions 211b are formed in tapered shapes that extend from both ends of the first isolated portion 211a toward the downstream side of the first refrigerant passage 31 and approach each other. These first protrusions 21a are arranged in a staggered manner. Here, staggered is an array state in which another first protrusion 21a is located at a position shifted in the Z-axis direction (the direction in which the refrigerant flows) from the intermediate position of the first protrusion 21a facing in the Y-axis direction. Means.

第2の突起部22aは、第2の孤状部221aと、一対の第2のテーパー形状部221bとを有する、いわゆるティアドロップ型に形成されている。第2の孤状部221aは、第2の冷媒通路32の上流側に向かって凸となる方向に屈曲している。一対の第2のテーパー形状部221bは、第2の孤状部221aの両端部から第2の冷媒通路32の下流側に向かって延びるとともに、互いに接近するテーパー形状に形成されている。これらの第2の突起部22aは、千鳥状に並列されている。千鳥状の意味については、上述したため説明を繰り返さない。   The second protrusion 22a is formed in a so-called teardrop type having a second isolated portion 221a and a pair of second tapered portions 221b. The second arcuate portion 221 a is bent in a direction that is convex toward the upstream side of the second refrigerant passage 32. The pair of second tapered portions 221b are formed in tapered shapes that extend from both ends of the second isolated portion 221a toward the downstream side of the second refrigerant passage 32 and approach each other. These second protrusions 22a are arranged in a staggered manner. Since the zigzag meaning has been described above, the description will not be repeated.

スペーサ部材2の下端部には、結露水などの水分をスペーサ部材2の外部に逃がすための排出口2cが形成されている。隔壁23には、排出口2cに向かって延びる水ガイド部2bが形成されている。スペーサ部材2などに付着した結露水などは、水ガイド部2bを介して排出口2cに導かれる。また、本実施形態における排出口2cは、第2の冷媒通路32の排出口として兼用される。   At the lower end portion of the spacer member 2, a discharge port 2 c for allowing moisture such as condensed water to escape to the outside of the spacer member 2 is formed. The partition wall 23 is formed with a water guide portion 2b extending toward the discharge port 2c. The condensed water adhering to the spacer member 2 and the like is guided to the discharge port 2c through the water guide portion 2b. Further, the discharge port 2 c in this embodiment is also used as the discharge port of the second refrigerant passage 32.

隔壁23の先端部には、リップ部23aが形成されている。リップ部23aは、隔壁23よりもY軸方向及びX軸方向の寸法が小さい薄肉形状に形成されている。リップ部23aは、保護枠12の保護枠下面12aに向かって延びている。   A lip portion 23 a is formed at the tip of the partition wall 23. The lip portion 23 a is formed in a thin shape having dimensions smaller in the Y-axis direction and the X-axis direction than the partition wall 23. The lip portion 23 a extends toward the protective frame lower surface 12 a of the protective frame 12.

組電池100の組み立て状態において、第1の突起群21、第2の突起群22及び隔壁23が単電池11の外面(X軸方向の外面)に当接することにより、第1の冷媒通路31及び第2の冷媒通路32が形成される。リップ部23aは、隔壁23よりも薄肉に形成されているため、第1の冷媒通路31から流出した冷媒が第2の冷媒通路32に流入するのを許容する。すなわち、リップ部23aと単電池11の外面との間には、隙間(流入開口部)が形成されており、この隙間を介して、第1の冷媒通路31から第2の冷媒通路32に冷媒が流入する。   In the assembled state of the assembled battery 100, the first protrusion group 21, the second protrusion group 22, and the partition wall 23 come into contact with the outer surface (the outer surface in the X-axis direction) of the unit cell 11, so that the first refrigerant passage 31 and A second refrigerant passage 32 is formed. Since the lip portion 23 a is formed thinner than the partition wall 23, the lip portion 23 a allows the refrigerant that has flowed out from the first refrigerant passage 31 to flow into the second refrigerant passage 32. That is, a gap (inflow opening) is formed between the lip portion 23a and the outer surface of the unit cell 11, and the refrigerant is transferred from the first refrigerant passage 31 to the second refrigerant passage 32 through the gap. Flows in.

スペーサ部材2には、第2の突起群22に向かって延びる傾斜延出部2aが形成されている。この傾斜延出部2aは、スペーサ部材2から離れる程(第2の突起群22に接近する程)、第1の冷媒通路31に接近する側に傾いている。傾斜延出部2aは、単電池11の上面に当接することにより、単電池11の位置ずれを抑制する。ここで、保護枠12の保護枠下面12aは、第1の冷媒通路31から排気された冷媒の一部を、ダブルトラックの矢印で示すように、第2の冷媒通路32に向かわせる。傾斜延出部2aは、第1の冷媒通路31から流入した冷媒を、黒色の矢印で示すように、第2の冷媒通路32の下流側に向かわせる。なお、保護枠下面12aは第1のガイド部に相当し、傾斜延出部2aは第2のガイド部に相当する。   The spacer member 2 is formed with an inclined extending portion 2 a extending toward the second protrusion group 22. The inclined extending portion 2a is inclined toward the side closer to the first refrigerant passage 31 as the distance from the spacer member 2 increases (as the distance from the second protrusion group 22 increases). The inclined extending portion 2 a is in contact with the upper surface of the unit cell 11, thereby suppressing the positional deviation of the unit cell 11. Here, the protective frame lower surface 12a of the protective frame 12 directs a part of the refrigerant exhausted from the first refrigerant passage 31 toward the second refrigerant passage 32 as indicated by a double-track arrow. The inclined extending portion 2a directs the refrigerant that has flowed from the first refrigerant passage 31 toward the downstream side of the second refrigerant passage 32, as indicated by a black arrow. The protective frame lower surface 12a corresponds to a first guide portion, and the inclined extension portion 2a corresponds to a second guide portion.

このように、本実施形態の構成によれば、リップ部23aが設けられることにより、第1の冷媒通路31の排出口から排気された冷媒が第2の冷媒通路32に流入するため、冷媒の圧力損失の低下を抑制できる。つまり、本実施形態の構成によれば、第1の冷媒通路31から第2の冷媒通路32への冷媒の流入を許容しない構成(つまり、第1の冷媒通路31と第2の冷媒通路32とが隔壁23により遮断された構成)と比べて、冷却風量を増加することができる。   As described above, according to the configuration of the present embodiment, since the lip portion 23a is provided, the refrigerant exhausted from the outlet of the first refrigerant passage 31 flows into the second refrigerant passage 32. Reduction of pressure loss can be suppressed. That is, according to the configuration of the present embodiment, a configuration that does not allow the refrigerant to flow from the first refrigerant passage 31 to the second refrigerant passage 32 (that is, the first refrigerant passage 31 and the second refrigerant passage 32, and The amount of cooling air can be increased as compared with the configuration in which is blocked by the partition wall 23.

また、第1の冷媒通路31の排出口から排気された冷媒を第2の冷媒通路32において再度冷却に用いることができる。これにより、第1の冷媒通路31のみを使用して冷却する構成と比べて、冷却能力を増大することができる。   Further, the refrigerant exhausted from the outlet of the first refrigerant passage 31 can be used again for cooling in the second refrigerant passage 32. Thereby, compared with the structure cooled only using the 1st refrigerant path 31, a cooling capability can be increased.

さらに、隔壁23の一部を薄肉に形成するだけで、冷却性能を増加できるため、部品点数の削減による低コスト化を図ることができる。   Furthermore, since the cooling performance can be increased simply by forming a part of the partition wall 23, the cost can be reduced by reducing the number of parts.

また、保護枠下面12a及び傾斜延出部2aは、第1の冷媒通路31から第2の冷媒通路32に冷媒を導くためのガイド部として機能するため、独立したガイド部を設けることなく冷却能力を増大することができる。   Moreover, since the protective frame lower surface 12a and the inclined extending portion 2a function as a guide portion for guiding the refrigerant from the first refrigerant passage 31 to the second refrigerant passage 32, the cooling capacity is provided without providing an independent guide portion. Can be increased.

次に、第1の突起部21aの効果について、比較例を示して詳細に説明する。図3は、本実施形態のスペーサ部材に流れる冷媒の流速分布を模式的に示している。図4は、円柱形の突起部(比較例)が千鳥状に配設されたスペーサ部材に流れる冷媒の流速分布を模式的に示している。黒色でハッチングした領域は、流量が著しく少ない領域(以下、低冷却領域という)を示している。   Next, the effect of the first protrusion 21a will be described in detail with reference to a comparative example. FIG. 3 schematically shows the flow velocity distribution of the refrigerant flowing through the spacer member of the present embodiment. FIG. 4 schematically shows the flow velocity distribution of the refrigerant flowing through the spacer member in which the cylindrical protrusions (comparative example) are arranged in a staggered manner. A black hatched area indicates an area where the flow rate is extremely low (hereinafter referred to as a low cooling area).

これらの図を参照して、比較例の構成では、円柱形突起部21a´の近傍を流れる冷媒が、円柱形突起部21a´から剥がれるように直進するため、円柱形突起部21a´の下流側により大きな低冷却領域が形成される。これに対して、本実施形態の構成では、第1の突起部21aがいわゆるティアドロップ型に形成されることにより、冷媒が第1のテーパー形状部211bに沿って流れるため、第1の突起部21aの下流側に形成される低冷却領域を少なくすることができる。したがって、本実施形態の構成によれば、比較例の構成よりも、単電池11に対する冷却面積を大きくすることができる。   With reference to these drawings, in the configuration of the comparative example, the refrigerant flowing in the vicinity of the cylindrical projection 21a ′ goes straight so as to be peeled off from the cylindrical projection 21a ′, and therefore, downstream of the cylindrical projection 21a ′. A larger low cooling region is formed. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, since the first protrusion 21a is formed in a so-called teardrop type, the refrigerant flows along the first tapered portion 211b. The low cooling region formed on the downstream side of 21a can be reduced. Therefore, according to the structure of this embodiment, the cooling area with respect to the cell 11 can be enlarged rather than the structure of a comparative example.

また、比較例の構成では、点線の円で示すように、円柱形突起部21a´の外縁部近傍に冷媒の流れが集中するため、圧力損失が増大する。これに対して、本実施形態の構成では、点線の楕円で示すように、隣り合う第1の突起部21aの間に形成された隙間全体に冷媒が分散するため、圧力損失の低下を抑制できる。   Further, in the configuration of the comparative example, as indicated by the dotted circle, the refrigerant flow concentrates in the vicinity of the outer edge portion of the columnar protrusion 21a ′, so that the pressure loss increases. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, as indicated by the dotted ellipse, the refrigerant is dispersed in the entire gap formed between the adjacent first protrusions 21a, so that a decrease in pressure loss can be suppressed. .

図5を参照して、冷媒が流れる方向に対する第1のテーパー形状部211bの角度をθとしたときに、好ましくは、θ≦23°である。角度θが前記条件を満足することにより、
冷媒が第1の突起部21aから剥離するのを十分に抑制、つまり、冷媒を第1のテーパー形状部211bに沿って進ませることができる。上述の効果は、第2の突起部22aにおいても得ることができる。
Referring to FIG. 5, θ ≦ 23 ° is preferable, where θ is the angle of first tapered portion 211b with respect to the direction in which the refrigerant flows. When the angle θ satisfies the above condition,
It is possible to sufficiently suppress the separation of the refrigerant from the first protrusion 21a, that is, the refrigerant can be advanced along the first tapered portion 211b. The above-described effect can also be obtained in the second protrusion 22a.

また、第1の突起部21a(実施例)及び円柱形突起部21a´(比較例)の単電池11に対する接触面積を互いに等しくして、圧力損失及び冷却能力に関する試験を行った。具体的には、隣接する単電池11の間に冷媒を導通させたときの圧力損失及び単電池11の外面の温度を計測することにより、試験を行った。なお、単電池11のケースには、アルミニウムを使用した。その結果を図6に示す。   In addition, the contact area of the first protrusion 21a (Example) and the columnar protrusion 21a '(Comparative Example) with the unit cell 11 was made equal to each other, and a test on pressure loss and cooling capacity was performed. Specifically, the test was performed by measuring the pressure loss when the refrigerant was conducted between the adjacent unit cells 11 and the temperature of the outer surface of the unit cell 11. Note that aluminum was used for the case of the unit cell 11. The result is shown in FIG.

同図において、実施例2は、実施例1よりも第1の突起部21aのサイズが小さく設定されており(つまり、第1の突起部21aの個数が多い)、実施例3は、実施例2よりも第1の突起部21aのサイズが小さく設定されている。これらの実施例1乃至3、比較例1は全て単電池11に対する接触面積を互いに等しくしており、単電池11に対する接触圧が同一である。ここで、単電池11がリチウムイオン電池である場合、拘束圧が変化することにより出力が変動する。したがって、単電池11に対する接触面積を互いに同一にした状態で試験を行うことにより、圧力損失及び冷却能力に関するより正確な評価(比較)を行うことができる。   In the figure, in the second embodiment, the size of the first protrusion 21a is set smaller than that in the first embodiment (that is, the number of the first protrusions 21a is larger), and the third embodiment is the same as the first embodiment. The size of the first protrusion 21a is set to be smaller than 2. In all of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the contact area with respect to the unit cell 11 is equal to each other, and the contact pressure with respect to the unit cell 11 is the same. Here, when the unit cell 11 is a lithium ion battery, the output fluctuates due to a change in the binding pressure. Therefore, a more accurate evaluation (comparison) regarding the pressure loss and the cooling capacity can be performed by performing the test in a state where the contact areas with respect to the unit cells 11 are the same.

図6に示すように、実施例1は圧力損失が10.5Pa、発熱温度が45.0℃であった。実施例2は圧力損失が11.9Pa、発熱温度が44.4℃であった。実施例3は圧力損失が13.6Pa、発熱温度が44.3℃であった。比較例1は圧力損失が20.7Pa、発熱温度が44.4℃であった。   As shown in FIG. 6, Example 1 had a pressure loss of 10.5 Pa and an exothermic temperature of 45.0 ° C. In Example 2, the pressure loss was 11.9 Pa and the exothermic temperature was 44.4 ° C. In Example 3, the pressure loss was 13.6 Pa, and the exothermic temperature was 44.3 ° C. Comparative Example 1 had a pressure loss of 20.7 Pa and an exothermic temperature of 44.4 ° C.

実施例1は、比較例1よりも、単電池11を冷却する冷却能力に劣るものの、圧力損失を大幅に低減することができた。実施例2及び3は、比較例1よりも、冷却能力に優れ(若しくは同等)、圧力損失を大幅に低減することができた。実施例1乃至3を比較参照して、第1の突起部21aのサイズを変更することにより、圧力損失を優先したり、冷却能力を増加させるなど、様々な設計変更を簡易に行うことができるということがわかった。すなわち、本実施例によれば、単電池11に対する接触圧を維持しながら、冷却能力を向上させることができる。   Although Example 1 was inferior to Comparative Example 1 in cooling capacity for cooling the unit cell 11, the pressure loss could be greatly reduced. Examples 2 and 3 were superior (or equivalent) to cooling capacity than Comparative Example 1, and were able to greatly reduce pressure loss. By comparing and referring to the first to third embodiments, various design changes such as giving priority to pressure loss or increasing the cooling capacity can be easily performed by changing the size of the first protrusion 21a. I understood that. That is, according to the present embodiment, the cooling capacity can be improved while maintaining the contact pressure with respect to the unit cell 11.

(変形例1)
上述の実施形態では、第1の突起群21及び第2の突起群22をスペーサ部材2に形成したが、本発明はこれに限られるものではない。第1の突起群21及び第2の突起群22は、単電池11の外面に形成してもよい。この場合、スペーサ部材2は、省略することができる。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the first protrusion group 21 and the second protrusion group 22 are formed on the spacer member 2, but the present invention is not limited to this. The first protrusion group 21 and the second protrusion group 22 may be formed on the outer surface of the unit cell 11. In this case, the spacer member 2 can be omitted.

(変形例2)
上述の実施形態では、リップ部23aを設けることにより、第1の冷媒通路31から第2の冷媒通路32への冷媒の流入を許容したが、本発明はこれに限られるものではなく、他の構成であってもよい。当該他の構成は、隔壁23を延長した延長部に第1の冷媒通路31から第2の冷媒通路32への冷媒の流入を許容する複数の開口部(流入開口部に相当する)を形成し、これらの開口部を介して、第1の冷媒通路31から第2の冷媒通路32への冷媒の流入を許容する構成であってもよい。当該他の構成は、リップ部23aを省略した構成であってもよい。この場合、隔壁23及び保護枠下面12aに挟まれた領域に流入開口部が形成され、この流入開口部を介して、第1の冷媒通路31から第2の冷媒通路32に冷媒が流入する。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, the lip portion 23a is provided to allow the refrigerant to flow from the first refrigerant passage 31 to the second refrigerant passage 32. However, the present invention is not limited to this, It may be a configuration. In the other configuration, a plurality of openings (corresponding to the inflow openings) that allow the refrigerant to flow from the first refrigerant passage 31 to the second refrigerant passage 32 are formed in an extension portion obtained by extending the partition wall 23. The configuration may be such that the refrigerant flows from the first refrigerant passage 31 into the second refrigerant passage 32 through these openings. The said other structure may be the structure which abbreviate | omitted the lip | rip part 23a. In this case, an inflow opening is formed in a region sandwiched between the partition wall 23 and the protective frame lower surface 12a, and the refrigerant flows from the first refrigerant passage 31 into the second refrigerant passage 32 through the inflow opening.

(変形例3)
上述の実施形態では、単電池11の下側から上側に向かって冷媒が流れるように第1の冷媒通路31を形成したが、本発明はこれに限られるものではなく、単電池11の上側から下側に向かって冷媒が流れるように第1の冷媒通路31を形成してもよい。この場合、第2の冷媒通路32に導通する冷媒は、単電池11の下側から上側に向かって流れる。また、冷媒は、単電池11の側方から(図1におけるY軸方向)電池群1の内部に導入する構成であってもよい。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, the first refrigerant passage 31 is formed so that the refrigerant flows from the lower side to the upper side of the unit cell 11, but the present invention is not limited to this, and from the upper side of the unit cell 11. The first refrigerant passage 31 may be formed so that the refrigerant flows downward. In this case, the refrigerant conducted to the second refrigerant passage 32 flows from the lower side to the upper side of the unit cell 11. Moreover, the structure introduce | transduced into the inside of the battery group 1 from the side of the cell 11 (Y-axis direction in FIG. 1) may be sufficient.

1 電池群 2 スペーサ部材 2a 傾斜延出部 2b 水ガイド部
2c 排出口 3 エンドプレート 4a〜4d 第1〜第4の拘束バンド
6 リベット 11 単電池 11a 正極端子 11b 負極端子
12 保護枠 12a 保護枠下面 21 第1の突起群 21a 第1の突起部22 第2の突起群 22a 第2の突起部 23 隔壁 23a リップ部
100 組電池 211a 第1の孤状部 211b 第1のテーパー形状部
221a 第2の孤状部 221b 第2のテーパー形状部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery group 2 Spacer member 2a Inclined extension part 2b Water guide part 2c Outlet 3 End plate 4a-4d 1st-4th restraint band
6 Rivet 11 Cell 11a Positive terminal 11b Negative terminal
12 Protective frame 12a Protective frame lower surface 21 1st protrusion group 21a 1st protrusion part 22 2nd protrusion group 22a 2nd protrusion part 23 Partition 23a Lip part 100 Battery pack 211a 1st isolated part 211b 1st Tapered portion 221a Second arcuate portion 221b Second tapered portion

Claims (10)

複数の単電池が配列され、該配列方向において隣接する前記単電池の間に冷媒を導通させる第1の冷媒通路が形成された電池群を有する組電池であって、
前記第1の冷媒通路には、複数の第1の突起部が形成されており、
前記第1の突起部は、前記第1の冷媒通路の上流側に向かって凸となる第1の孤状部と、前記第1の孤状部の両端部から前記第1の冷媒通路の下流側に向かって延びて、互いに
接近する一対の第1のテーパー形状部と、
を有することを特徴とする組電池。
An assembled battery having a battery group in which a plurality of unit cells are arranged and a first refrigerant passage is formed between the unit cells adjacent in the arrangement direction to conduct a refrigerant.
A plurality of first protrusions are formed in the first refrigerant passage,
The first protrusion includes a first arcuate portion that protrudes toward the upstream side of the first refrigerant passage, and downstream of the first refrigerant passage from both ends of the first arcuate portion. A pair of first tapered portions extending toward the side and approaching each other;
An assembled battery comprising:
隣接する前記単電池の間には、前記第1の冷媒通路と隣り合う位置に第2の冷媒通路が形成されており、
前記第1の冷媒通路の排出口から排気された冷媒が前記第2の冷媒通路に流入するのを許容する流入開口部を有することを特徴とする請求項1に記載の組電池。
Between the adjacent cells, a second refrigerant passage is formed at a position adjacent to the first refrigerant passage,
The assembled battery according to claim 1, further comprising an inflow opening that allows the refrigerant exhausted from the discharge port of the first refrigerant passage to flow into the second refrigerant passage.
前記第1の冷媒通路及び前記第2の冷媒通路は互いに、冷媒の流れる方向が反対方向であることを特徴とする請求項2に記載の組電池。   The assembled battery according to claim 2, wherein the first refrigerant passage and the second refrigerant passage are opposite to each other in a direction in which the refrigerant flows. さらに、隣接する前記単電池の間に配置されるスペーサ部材を有し、
前記複数の第1の突起部は、前記スペーサ部材に形成されるとともに、前記単電池の外面に接触していることを特徴とする請求項2又は3に記載の組電池。
Furthermore, it has a spacer member arranged between the adjacent unit cells,
4. The assembled battery according to claim 2, wherein the plurality of first protrusions are formed on the spacer member and are in contact with an outer surface of the unit cell. 5.
前記スペーサ部材には、前記単電池の外面に接触することにより前記第1の冷媒通路及び前記第2の冷媒通路を仕切る隔壁が形成されており、前記隔壁の先端部には、前記単電池の外面から離間した位置に位置することにより前記流入開口部を形成するリップ部が形成されており、
前記第1の冷媒通路の前記排出口から排気された冷媒を、前記流入開口部を介して、前記第2の冷媒通路に向かわせる第1のガイド部と、
前記第1の冷媒通路から流入した冷媒を前記第2の冷媒通路の下流側に向かわせる第2のガイド部と、
を有することを特徴とする請求項3又は4に記載の組電池。
The spacer member is formed with a partition wall that partitions the first coolant passage and the second coolant passage by contacting the outer surface of the unit cell. A lip portion forming the inflow opening is formed by being located at a position separated from the outer surface,
A first guide portion for directing the refrigerant exhausted from the discharge port of the first refrigerant passage toward the second refrigerant passage through the inflow opening;
A second guide part for directing the refrigerant flowing from the first refrigerant passage toward the downstream side of the second refrigerant passage;
The assembled battery according to claim 3, wherein:
前記第1のガイド部は、前記電池群を前記配列方向において拘束する拘束部材を囲む筒状部材の外壁を兼ねており、
前記第2のガイド部は、前記単電池を押圧して前記単電池の位置ずれを抑制する抑制部材を兼ねていることを特徴とする請求項5に記載の組電池。
The first guide portion also serves as an outer wall of a cylindrical member surrounding a restraining member that restrains the battery group in the arrangement direction.
The assembled battery according to claim 5, wherein the second guide portion also serves as a suppressing member that presses the unit cell and suppresses the positional deviation of the unit cell.
前記複数の第1の突起部は、千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一つに記載の組電池。   The assembled battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of first protrusions are arranged in a staggered manner. 前記第2の冷媒通路には、複数の第2の突起部が形成されており、
前記第2の突起部は、前記第2の冷媒通路の上流側に向かって凸となる第2の孤状部と、前記第2の孤状部の両端部から前記第2の冷媒通路の下流側に向かって延びるとともに互いに接近する一対の第2のテーパー形状部と、を有することを特徴とする請求項2乃至7のうちいずれか一つに記載の組電池。
A plurality of second protrusions are formed in the second refrigerant passage,
The second protrusion includes a second arcuate portion that protrudes toward the upstream side of the second refrigerant passage, and downstream of the second refrigerant passage from both ends of the second arcuate portion. The assembled battery according to claim 2, further comprising a pair of second tapered portions that extend toward the side and approach each other.
前記複数の第2の突起部は、千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項8に記載の組電池。   The assembled battery according to claim 8, wherein the plurality of second protrusions are arranged in a staggered manner. 請求項1乃至9のうちいずれか一つに記載の組電池と、
前記組電池から供給される電力により車両を走行させるための動力を発生するモータと、を有する車両。
An assembled battery according to any one of claims 1 to 9,
And a motor that generates power for driving the vehicle with electric power supplied from the assembled battery.
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