JP2013196810A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の素電池が配列されて構成された電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module configured by arranging a plurality of unit cells.
近年、省資源又は省エネルギーの観点から、繰り返し使用できる二次電池を携帯型電子機器又は移動体通信機器等の電源として使用している。また、化石燃料の使用量の削減又は二酸化炭素の排出量の削減等の観点から、この二次電池を車両又は蓄電等の電源として使用することが検討されている。 In recent years, from the viewpoint of resource saving or energy saving, a rechargeable secondary battery is used as a power source for portable electronic devices or mobile communication devices. Further, from the viewpoint of reducing the amount of fossil fuel used or the amount of carbon dioxide emitted, it has been studied to use this secondary battery as a power source for vehicles or power storage.
具体的には、所望の電圧や容量を得るために、複数の二次電池(素電池)を電気的に接続して電池モジュールを構成し、この電池モジュールを車両等の電源として使用することが検討されている。 Specifically, in order to obtain a desired voltage and capacity, a plurality of secondary batteries (unit cells) are electrically connected to form a battery module, and this battery module can be used as a power source for a vehicle or the like. It is being considered.
ところで、素電池は、通常の充放電により発熱するため、多数の素電池を集合配置して電池モジュールを構成した場合、素電池の配置により電池温度が異なり、劣化にばらつきが生じる。また、電池モジュールの高容量化や高出力化が進む中、素電池の充放電に伴う発熱量も大きくなり、電池モジュールを安全に駆動させるためには各素電池をより効率よく冷却する必要もある。 By the way, since the unit cell generates heat due to normal charging / discharging, when a battery module is configured by collecting and arranging a large number of unit cells, the battery temperature varies depending on the unit cell arrangement, resulting in variations in deterioration. In addition, as the capacity and output of battery modules increase, the amount of heat generated by charging and discharging of the cells also increases, and it is necessary to cool each unit cell more efficiently in order to drive the battery module safely. is there.
そこで、例えば、素電池間にヒートパイプを配置し、ヒートパイプを介して素電池で発生した熱を外部に放出、または外部から素電池へ熱を供給する技術が提案されている。さらに、素電池とヒートパイプを、熱伝導性の良い金属スリーブ内に収容することで、電池モジュールの温度を均等化する技術も提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Thus, for example, a technique has been proposed in which a heat pipe is arranged between the unit cells, and heat generated in the unit cell is released to the outside via the heat pipe, or heat is supplied from the outside to the unit cell. Furthermore, a technique for equalizing the temperature of the battery module by housing the unit cell and the heat pipe in a metal sleeve having good thermal conductivity has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1のような構成の電池モジュールでは、外部から電池モジュールに大きな衝撃が加わった場合、その外力によって金属スリーブが素電池を押圧することで素電池が変形し、過熱する虞があった。 However, in the battery module configured as in Patent Document 1, when a large impact is applied to the battery module from the outside, the metal sleeve presses the unit cell by the external force, so that the unit cell may be deformed and overheated. It was.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、素電池の温度を均等化することで素電池の劣化ばらつきを抑制するとともに、安全性に優れた電池モジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to suppress a variation in deterioration of the unit cells by equalizing the temperature of the unit cells and to provide a battery module excellent in safety. It is to provide.
本発明は、複数の素電池が配列してホルダに収容された電池モジュールであって、前記ホルダは、前記複数の素電池を収容する筒状の収容部を有し、前記収容部と当該収容部の最も近くに配置される少なくとも1つの収容部との間には、衝撃吸収部が備えられていることを特徴とする。 The present invention is a battery module in which a plurality of unit cells are arranged and accommodated in a holder, and the holder includes a cylindrical accommodation unit that accommodates the plurality of unit cells, and the accommodation unit and the accommodation unit An impact absorbing portion is provided between at least one accommodating portion arranged closest to the portion.
本発明の構成によれば、ホルダの収容部に収容された素電池は、ホルダを介して熱を放出または供給することができるため、このホルダによって、ホルダ内に収容された複数の素電池の温度を均等化することが可能となる。さらに、外部から電池モジュールに大きな
衝撃が加わった際には、その外力はホルダに備えられた衝撃吸収部によって吸収されるため、収容部に収容される素電池への押圧が低減され、素電池の変形を防ぐことができる。
According to the configuration of the present invention, since the unit cell accommodated in the holder accommodating part can release or supply heat via the holder, the holder allows the plurality of unit cells accommodated in the holder. It becomes possible to equalize the temperature. Further, when a large impact is applied to the battery module from the outside, the external force is absorbed by the impact absorbing portion provided in the holder, so that the pressure on the unit cell accommodated in the accommodating portion is reduced, and the unit cell is reduced. Can prevent deformation.
本発明によれば、電池モジュールに収容される複数の素電池の温度を均等化することで、劣化ばらつきを抑制し、かつ外部からの大きな衝撃が加わった場合には素電池の変形を防ぐことができるため、安全性に優れた電池モジュールを提供することができる。 According to the present invention, by equalizing the temperature of a plurality of unit cells accommodated in a battery module, it is possible to suppress variation in deterioration and prevent deformation of the unit cells when a large external impact is applied. Therefore, a battery module with excellent safety can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、他の実施形態との組み合わせも可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below. Moreover, it can change suitably in the range which does not deviate from the range which has the effect of this invention. Furthermore, combinations with other embodiments are possible.
(実施の形態1)
図1は、本実施形態の電池モジュールに使用する素電池1の構成を示した縦断面図である。なお、本発明の電池モジュールに使用する素電池1は、ノート型パソコン等の携帯用電子機器の電源として単体でも使用できる電池であってもよい。この場合、高性能の汎用電池を、電池モジュールの電池として使用することができるため、電池モジュールの高性能化、低コスト化をより容易に図ることができる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a unit cell 1 used in the battery module of the present embodiment. The unit cell 1 used in the battery module of the present invention may be a battery that can be used alone as a power source for portable electronic devices such as notebook computers. In this case, since a high-performance general-purpose battery can be used as a battery module battery, it is possible to easily achieve higher performance and lower cost of the battery module.
なお、本発明において、「電池モジュール」とは、複数の電池が配列してホルダ内に収容された電池の集合体をいう。従って、本発明における「電池モジュール」は、外部電極端子を備えて単独で使用するもの、あるいは、複数の電池モジュールを集合させて使用するもの等、その利用形態は問わない。 In the present invention, the “battery module” refers to a battery assembly in which a plurality of batteries are arranged and accommodated in a holder. Accordingly, the “battery module” in the present invention may be used in any form, such as one that is provided with an external electrode terminal and used alone, or a plurality of battery modules that are used in an aggregate.
本実施形態における素電池1は、例えばリチウムイオン二次電池であり、図1に示すように、電池ケース3の開口部4がガスケット5を介して封口板7で封止されて構成されている。封口板7には、開放部7aが形成されており、開放部7aは、素電池1が異常状態に陥ったときに高温のガスを電池ケース3の外へ排気する。電池ケース3内には、非水電解質とともに電極群が収容されており、電極群は、正極板11と負極板13とがセパレータ15を介して捲回されて構成されている。正極板11は、正極リード11Lを介して封口板7(正極端子)に接続されており、負極板13は、負極リード13Lを介して電池ケース3(負極端子)に接続されている。 The unit cell 1 in this embodiment is, for example, a lithium ion secondary battery, and is configured such that the opening 4 of the battery case 3 is sealed with a sealing plate 7 via a gasket 5 as shown in FIG. . An opening 7 a is formed in the sealing plate 7, and the opening 7 a exhausts high-temperature gas out of the battery case 3 when the unit cell 1 falls into an abnormal state. In the battery case 3, an electrode group is accommodated together with the nonaqueous electrolyte, and the electrode group is configured by winding a positive electrode plate 11 and a negative electrode plate 13 with a separator 15 interposed therebetween. The positive electrode plate 11 is connected to the sealing plate 7 (positive electrode terminal) via the positive electrode lead 11L, and the negative electrode plate 13 is connected to the battery case 3 (negative electrode terminal) via the negative electrode lead 13L.
図2は、本実施形態に係る電池モジュール100の分解構成図である。電池モジュール100は、素電池1を収納するホルダ21と、ホルダ21に収容される複数個(図では14個)の素電池1と、正極スペーサ31および正極集電板32と、負極スペーサ41および負極集電板42とを備えている。 FIG. 2 is an exploded configuration diagram of the battery module 100 according to the present embodiment. The battery module 100 includes a holder 21 that houses the unit cell 1, a plurality (14 in the figure) of unit cells 1 that are accommodated in the holder 21, a positive electrode spacer 31, a positive electrode current collector plate 32, a negative electrode spacer 41, and And a negative electrode current collector plate 42.
素電池1は、図では、上部が正極端子、下部が負極端子となっている。そして、複数の素電池1は、正極端子が上向きで負極端子が下向きとなるように、ホルダ21の収容部26にそれぞれ収容される。 In the figure, the unit cell 1 has a positive terminal at the top and a negative terminal at the bottom. The plurality of unit cells 1 are respectively accommodated in the accommodating portions 26 of the holder 21 so that the positive electrode terminal faces upward and the negative electrode terminal faces downward.
正極スペーサ31は、この実施形態では、ホルダ21の図の上端側に、素電池1が収容された後に取付けられる。負極スペーサ41は、この実施形態では、ホルダ21の図の下端側に、素電池1が収容された後に取付けられる。これにより、ホルダ21に収容された素電池1は、正極スペーサ31と負極スペーサ41によって支持される。正極集電板32は、素電池1の正極端子に接続される。又、負極集電板42は、素電池1の負極端子に接続される。 In this embodiment, the positive electrode spacer 31 is attached to the upper end side of the holder 21 in the figure after the unit cell 1 is accommodated. In this embodiment, the negative electrode spacer 41 is attached to the lower end side of the holder 21 in the figure after the unit cell 1 is accommodated. Thereby, the unit cell 1 accommodated in the holder 21 is supported by the positive electrode spacer 31 and the negative electrode spacer 41. The positive electrode current collector plate 32 is connected to the positive electrode terminal of the unit cell 1. The negative electrode current collector plate 42 is connected to the negative electrode terminal of the unit cell 1.
このように構成された電池モジュール100は、単独でも使用できるが、複数を通電可能に接続して使用できる。例えば、一方の電池モジュール100の正極集電板32の端部に通電可能に接続されたバスバーを、他方の電池モジュール100の負極集電板42の端部に通電可能に接続する。これにより、複数の電池モジュール100が直列接続される。例えば、1個の電池モジュール100の出力電圧を4Vとすれば、100個の電池モジュール100を直列接続することで、自動車等のモータ駆動用電源として400Vが得られる。なお、電池モジュール100同士の接続は、上記の接続形態に限らず、適宜変更できる。 The battery module 100 configured as described above can be used alone, but a plurality of battery modules 100 can be connected to be energized. For example, a bus bar connected to the end of the positive electrode current collector plate 32 of one battery module 100 so as to be energized is connected to the end of the negative electrode current collector plate 42 of the other battery module 100 so as to be energized. Thereby, the some battery module 100 is connected in series. For example, if the output voltage of one battery module 100 is 4 V, 400 V can be obtained as a motor driving power source for an automobile or the like by connecting 100 battery modules 100 in series. The connection between the battery modules 100 is not limited to the above connection form, and can be changed as appropriate.
図3は、本実施形態の電池モジュールにおいて、上記の素電池1をホルダ21に収容した状態の(a)斜視図、及び(b)縦上面図である。また、図4は、図3のホルダ21の一部を構成する連結部材27の斜視図である。 3A is a perspective view and FIG. 3B is a vertical top view of the battery module of the present embodiment in a state where the unit cell 1 is accommodated in the holder 21. FIG. FIG. 4 is a perspective view of a connecting member 27 constituting a part of the holder 21 of FIG.
本実施形態に係るホルダ21は、図3に示したように、複数個の中空筒状のパイプホルダ25を、連結部材27を介し、互いに集合、固着して構成されている。また、それぞれのパイプホルダ25の収容部26には、素電池1が収容されている。 As shown in FIG. 3, the holder 21 according to the present embodiment is configured such that a plurality of hollow cylindrical pipe holders 25 are assembled and fixed to each other via a connecting member 27. The unit cells 1 are accommodated in the accommodating portions 26 of the respective pipe holders 25.
より具体的には、パイプホルダ25は、例えば、板状体を、断面円形状になるように、左右方向に巻回し、その左右の両端を互いに連結することで形成される。そして、このように形成されたパイプホルダ25は、図2(b)に示すように、図の左右方向(X−X方向)に沿って複数(この実施形態では、5個又は4個)、一列状に並べられて配置される。また、そのようにして形成された列は、複数(この実施形態では3つ)、X−X方向と直交する方向(Y−Y方向)に並べられ、いわゆる千鳥状に配置される。 More specifically, the pipe holder 25 is formed, for example, by winding a plate-like body in the left-right direction so as to have a circular cross-section and connecting the left and right ends to each other. And the pipe holder 25 formed in this way is, as shown in FIG. 2B, a plurality (5 or 4 in this embodiment) along the horizontal direction (XX direction) of the figure, Arranged in a line. In addition, a plurality of (three in this embodiment) rows are arranged in the direction orthogonal to the XX direction (YY direction) and arranged in a so-called staggered pattern.
ここで、本実施形態に係るホルダ21には、図3に示すように、隣接するパイプホルダ25間に、空洞部27cを有する連結部材27が備えられている。例えば、図3(b)において、パイプホルダ25Aの収容部26Aと、その収容部26Aの最も近くに配置される収容部26Bおよび収容部26Cとの間には、中空筒状の連結部材27が配置されている。この連結部材27は、パイプホルダ25A、25B、25Cの外周面に沿う曲面を有し、この曲面とパイプホルダ25A、25B、25Cの外周面が、固着され連結されることでホルダ21が構成される。 Here, the holder 21 according to the present embodiment is provided with a connecting member 27 having a hollow portion 27c between adjacent pipe holders 25, as shown in FIG. For example, in FIG. 3B, a hollow cylindrical connecting member 27 is provided between the accommodating portion 26A of the pipe holder 25A and the accommodating portion 26B and the accommodating portion 26C that are disposed closest to the accommodating portion 26A. Has been placed. The connecting member 27 has a curved surface along the outer peripheral surface of the pipe holders 25A, 25B, and 25C, and the curved surface and the outer peripheral surfaces of the pipe holders 25A, 25B, and 25C are fixed and connected to form the holder 21. The
このような構成のホルダ21では、連結部材27の空洞部27cが、衝撃吸収部として機能する。そして、外部から、大きな衝撃が加わった場合、先行して連結部材27がこの空洞部27cを押し潰すように破壊され、外部からの衝撃を吸収する。例えば、図3(b)において、外部から、パイプホルダ25Aに対し、衝撃が加えられた場合、パイプホルダ25Aは、パイプホルダ25B、25Cへ接近するように、連結部材27を破壊して移動する。したがって、パイプホルダ25A、及びパイプホルダ25B、25Cの収容部に
収容されている素電池1への押圧は緩和され、その素電池1の変形を防ぐことができるため、より安全な電池モジュールを構成することが可能となる。ここで、このような構成のホルダ21においては、連結部材27の空洞部27cが、衝撃吸収部として機能するとともに、連結部材27間の空隙も衝撃吸収部として機能させることができる。また、パイプホルダ25の収容部26は、収容した素電池1のほぼ全外周を覆うように配設されているため、素電池1を個々に保護することができる。
In the holder 21 having such a configuration, the hollow portion 27c of the connecting member 27 functions as an impact absorbing portion. When a large impact is applied from the outside, the connecting member 27 is broken in advance so as to crush the hollow portion 27c, and the external impact is absorbed. For example, in FIG. 3B, when an impact is applied to the pipe holder 25A from the outside, the pipe holder 25A breaks and moves the connecting member 27 so as to approach the pipe holders 25B and 25C. . Therefore, since the pressure to the unit cell 1 accommodated in the accommodating part of the pipe holder 25A and the pipe holders 25B and 25C is relieved and deformation of the unit cell 1 can be prevented, a safer battery module is configured. It becomes possible to do. Here, in the holder 21 having such a configuration, the hollow portion 27c of the connecting member 27 functions as an impact absorbing portion, and the gap between the connecting members 27 can also function as the impact absorbing portion. Moreover, since the accommodating part 26 of the pipe holder 25 is arrange | positioned so that the substantially outer periphery of the accommodated unit cell 1 may be covered, the unit cell 1 can be protected separately.
なお、本実施形態において、ホルダ21に備えられる連結部材27の個数は限定されるものではない。図5は、本実施形態の電池モジュールにおいて、上記の素電池1をホルダ21に収容した状態の変形例に係る(a)斜視図、及び(b)縦上面図である。例えば、図3や図5のように千鳥状にパイプホルダ25を並べて固定し、ホルダを構成した場合、ホルダ21の中央に配置された収容部26には、その近くに6つの収容部が存在する。このようなホルダ21においては、図3のように、X−X方向の中央列のパイプホルダ25をY−Y方向に隣接するパイプホルダ25のみと連結させるように連結部材27を配置し固定してもよいし、図5のように、同じ列に隣接するパイプホルダ25とも連結させるように連結部材27を配置し固定してもよい。 In the present embodiment, the number of connecting members 27 provided in the holder 21 is not limited. 5A is a perspective view, and FIG. 5B is a vertical top view according to a modification example in which the unit cell 1 is accommodated in the holder 21 in the battery module of the present embodiment. For example, when the pipe holders 25 are arranged and fixed in a staggered manner as shown in FIGS. 3 and 5 and the holder is configured, the accommodating portion 26 arranged in the center of the holder 21 has six accommodating portions nearby. To do. In such a holder 21, as shown in FIG. 3, a connecting member 27 is arranged and fixed so that the pipe holder 25 in the center row in the XX direction is connected only to the pipe holder 25 adjacent in the YY direction. Alternatively, as shown in FIG. 5, the connecting member 27 may be arranged and fixed so as to be connected to the pipe holder 25 adjacent to the same row.
また、複数の素電池を収容するホルダを、連結部材を介し、複数のパイプホルダを集合して構成する代わりに、複数の素電池を収容する筒状の収容部を有するブロックで構成してもよい。このような構成のホルダを用いる場合は、特定の収容部とその収容部の最も近くに配置される少なくとも1つの収容部との間に、例えば空洞部を形成し、衝撃吸収部とすることができる。 Further, the holder that accommodates the plurality of unit cells may be configured by a block having a cylindrical accommodating portion that accommodates the plurality of unit cells, instead of configuring the plurality of pipe holders through the connecting member. Good. In the case of using the holder having such a configuration, for example, a hollow portion is formed between the specific housing portion and at least one housing portion disposed closest to the housing portion, and the shock absorbing portion may be formed. it can.
上述したパイプホルダ25と連結部材27からなるホルダ21は、例えば、以下の方法で形成することができる。まず、パイプホルダ25と連結部材27において、互いを固着する外面に、パイプホルダ25及び連結部材27よりも融点の低い低融点合金(ロー)を予め配設しておく。 The holder 21 including the pipe holder 25 and the connecting member 27 described above can be formed by the following method, for example. First, in the pipe holder 25 and the connecting member 27, a low melting point alloy (low) having a melting point lower than that of the pipe holder 25 and the connecting member 27 is disposed in advance on the outer surfaces that are fixed to each other.
そして、図示しない箱体内に複数個のパイプホルダ25(図3では14個)と複数個の連結部材27(図3では8個)を、それぞれの外面に配設された低融点合金同士が当接するようにして、図3のように配置する。すなわち、それぞれの連結部材27は、近接する3つのパイプホルダ25と当接するように配置する。 Then, a plurality of pipe holders 25 (14 pieces in FIG. 3) and a plurality of connecting members 27 (8 pieces in FIG. 3) are placed in a box (not shown) with low melting point alloys disposed on the outer surfaces thereof. Arranged as shown in FIG. That is, each connecting member 27 is disposed so as to abut against the three adjacent pipe holders 25.
この状態で、低融点合金が溶融する温度雰囲気に所定時間、保持した後、例えば室温に放置する。これにより、パイプホルダ25及び連結部材27が、低融点合金を介して固定し、連結したホルダ21を得ることができる。 In this state, after holding for a predetermined time in a temperature atmosphere in which the low melting point alloy melts, it is left at room temperature, for example. Thereby, the pipe holder 25 and the connecting member 27 are fixed via the low melting point alloy, and the connected holder 21 can be obtained.
その他の方法としては、パイプホルダ25と連結部材27を接着剤により固着する方法も同様に用いることができる。 As another method, a method of fixing the pipe holder 25 and the connecting member 27 with an adhesive can be used as well.
パイプホルダ25の内周面は、素電池1の外周面と略同一形状をなし、収容された素電池1の外周面は、収容部26の内周面と当接していることが好ましい。これにより、パイプホルダ25及び連結部材27を熱伝導性の高い材料で構成しておけば、素電池1からの発熱を、効率よくパイプホルダ25が吸熱し、さらに連結部材27を介して、ホルダ21全体に、拡散、放熱させることができる。よって、それぞれのパイプホルダ25に収容される素電池の温度のばらつきをさらに抑え、素電池1の温度を均等化することができる。 The inner peripheral surface of the pipe holder 25 has substantially the same shape as the outer peripheral surface of the unit cell 1, and the outer peripheral surface of the stored unit cell 1 is preferably in contact with the inner peripheral surface of the storage unit 26. Thus, if the pipe holder 25 and the connecting member 27 are made of a material having high thermal conductivity, the pipe holder 25 efficiently absorbs heat generated from the unit cell 1, and the holder is further connected via the connecting member 27. The entire 21 can be diffused and radiated. Therefore, the variation in the temperature of the unit cells accommodated in each pipe holder 25 can be further suppressed, and the temperature of the unit cells 1 can be equalized.
パイプホルダ25及び連結部材27を形成する材料としては、上記の理由により、熱伝導性の高い材料が好ましく、具体的には熱伝導率30W/mK以上の材料がより好ましい。また、軽量化の観点から、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金がより好ましい。
アルミニウム合金としては、例えばAl−Mg系合金、Al−Mg−Si系合金、Al−Zn−Mg系合金、Al−Zn−Mg−Cu系合金等を使用することができる。
パイプホルダ25と連結部材27を異なる材料で形成する場合には、パイプホルダ25を形成する材料の強度よりも、連結部材27を形成する材料の強度を低くするのが好ましい。そうすることで電池モジュールに衝撃が加わった際の外力を、より効果的に吸収することができる。
また、パイプホルダ25と連結部材27を同一の材料で形成する場合には、パイプホルダ25の厚みよりも連結部材27の厚みを薄くすることが好ましい。そうすることで、電池モジュールに衝撃が加わった際の外力を、より効果的に吸収することができる。
As a material for forming the pipe holder 25 and the connecting member 27, a material having high thermal conductivity is preferable for the above reason, and specifically, a material having a thermal conductivity of 30 W / mK or more is more preferable. Moreover, from the viewpoint of weight reduction, for example, aluminum or an aluminum alloy is more preferable.
As the aluminum alloy, for example, an Al—Mg alloy, an Al—Mg—Si alloy, an Al—Zn—Mg alloy, an Al—Zn—Mg—Cu alloy, or the like can be used.
When the pipe holder 25 and the connecting member 27 are formed of different materials, the strength of the material forming the connecting member 27 is preferably lower than the strength of the material forming the pipe holder 25. By doing so, it is possible to more effectively absorb the external force when an impact is applied to the battery module.
When the pipe holder 25 and the connecting member 27 are formed of the same material, it is preferable that the thickness of the connecting member 27 is smaller than the thickness of the pipe holder 25. By doing so, the external force when an impact is applied to the battery module can be absorbed more effectively.
さらに、連結部材27は、図4に示すように、空洞部27cを有し、側面には空洞部27cに連結する貫通孔27hを有していることが好ましい。このような連結部材27を用いた場合、この貫通孔27h及び、連結部材27の空洞部27c、および隣り合うパイプホルダ25間に媒体を流通させる流路を形成することができ、各々のパイプホルダ25に収容される素電池の放熱、または素電池への熱の供給を効率よく行うことができる。 Furthermore, as shown in FIG. 4, the connecting member 27 preferably has a cavity portion 27 c and a side surface has a through hole 27 h that is connected to the cavity portion 27 c. When such a connecting member 27 is used, it is possible to form a flow path through which the medium flows between the through hole 27h, the cavity portion 27c of the connecting member 27, and the adjacent pipe holder 25, and each pipe holder. The unit cell accommodated in 25 can be efficiently radiated or supplied with heat.
例えば、図3(b)において、ホルダ21の一方端側(右方端側)から、図示しない媒体送り装置によって媒体としての冷却風をホルダ21に送るようにする。これにより、冷却風は、図3(b)中に矢印で示すように、連結部材27の貫通孔27hから空洞部27cを通りぬけ、ホルダ21の間隙を順次縫うように流通する。従って、それぞれのパイプホルダ25の全周に冷却風を流通させることができ、より効率よく、素電池の温度を均等化することができる。 For example, in FIG. 3B, cooling air as a medium is sent to the holder 21 from one end side (right end side) of the holder 21 by a medium feeding device (not shown). As a result, the cooling air flows through the hollow portion 27c from the through hole 27h of the connecting member 27 and sequentially sews the gap of the holder 21 as indicated by an arrow in FIG. Therefore, the cooling air can be circulated around the entire circumference of each pipe holder 25, and the temperature of the unit cells can be equalized more efficiently.
なお、素電池1は、軸方向の両端よりも中央部で発熱が大きくなりやすい。よって、連結部材27において貫通孔27hは、素電池の軸方向の中央部に対応する位置に配設することにより、素電池1を、より効率よく冷却することができる。 Note that the unit cell 1 tends to generate more heat at the center than at both ends in the axial direction. Therefore, by arranging the through hole 27h in the connecting member 27 at a position corresponding to the central portion of the unit cell in the axial direction, the unit cell 1 can be cooled more efficiently.
具体的には、上記の貫通孔27hは、素電池1の軸方向の中央部において、素電池の高さ(軸方向の長さ)の30〜95%に対応するよう形成することが好ましい。 Specifically, the through hole 27h is preferably formed at the central portion in the axial direction of the unit cell 1 so as to correspond to 30 to 95% of the height (length in the axial direction) of the unit cell.
なお、本実施形態において貫通孔27hは矩形としたが、この形状は矩形に限られるものではなく、楕円状でも多角形状でもよい。また、貫通孔27hの個数も限定されるものではなく、同じ面に複数形成してもよい。 In the present embodiment, the through hole 27h is rectangular, but this shape is not limited to a rectangle, and may be elliptical or polygonal. Further, the number of through holes 27h is not limited, and a plurality of through holes 27h may be formed on the same surface.
また、貫通孔27hの大きさは、連結部材27の配置によって、適宜変更してもよい。例えば、連結部材27の貫通孔27hの開口面積が、媒体の流れ方向に向かって次第に大きくなるように構成してもよい。このような構造によれば、媒体として冷却風を流通させた場合、冷却媒体の流路の上流側では、貫通孔27hの開口面積が小さく、ホルダから冷却媒体への放熱を抑え、冷却媒体の温度上昇を抑えることができる。一方、流路の下流側では、上流側との冷却媒体の温度差が少なくなり、また貫通孔27hの開口面積が大きく、ホルダ21から冷却媒体へ熱が伝導しやすいため、より素電池1を冷却しやすくなる。したがって、上流側に配置される素電池1と下流側に配置される素電池1との温度差の不均一性を、さらに解消することができる。 Further, the size of the through hole 27 h may be appropriately changed depending on the arrangement of the connecting member 27. For example, you may comprise so that the opening area of the through-hole 27h of the connection member 27 may become large gradually toward the flow direction of a medium. According to such a structure, when cooling air is circulated as a medium, the opening area of the through hole 27h is small on the upstream side of the flow path of the cooling medium, and heat dissipation from the holder to the cooling medium is suppressed. Temperature rise can be suppressed. On the other hand, on the downstream side of the flow path, the temperature difference of the cooling medium from the upstream side is reduced, the opening area of the through hole 27h is large, and heat is easily conducted from the holder 21 to the cooling medium. It becomes easier to cool. Therefore, the non-uniformity of the temperature difference between the unit cell 1 arranged on the upstream side and the unit cell 1 arranged on the downstream side can be further eliminated.
なお、連結部材27を素電池1の軸方向に、少なくとも2つ以上分割して配置することで、連結部材27間を媒体の流路として構成してもよい。その場合は、例えば素電池1の軸方向の連結部材27の長さを、冷却媒体の流れ方向に向かって次第に短くすることで、分割された連結部材間に形成される流路の容積をその流れ方向に向かって次第に大きくすることができ、上記と同様の効果が得られる。 The connecting member 27 may be divided into at least two connecting members 27 in the axial direction of the unit cell 1 so that the space between the connecting members 27 may be configured as a medium flow path. In that case, for example, the length of the connecting member 27 in the axial direction of the unit cell 1 is gradually shortened in the flow direction of the cooling medium, thereby reducing the volume of the flow path formed between the divided connecting members. The size can be gradually increased in the flow direction, and the same effect as described above can be obtained.
以上のように構成された電池モジュール100は、自動車等に搭載されてモータ駆動用電源として用いることができる。そして、その使用に際して素電池1が発熱した場合であっても、その素電池1が収容されているパイプホルダ25がその発熱を吸熱し、ホルダ21全体に伝導、放熱することで、電池モジュールの温度ばらつきを解消することができる。また、外部から大きな衝撃が加わった場合であっても、衝撃吸収部により、その外力が吸収され、収容部に収容される素電池への押圧を低減することができる。よって、素電池の変形を防ぐことが可能となる。 The battery module 100 configured as described above can be mounted on an automobile or the like and used as a motor driving power source. Even if the unit cell 1 generates heat during its use, the pipe holder 25 in which the unit cell 1 is accommodated absorbs the generated heat and conducts and dissipates the entire holder 21, thereby Temperature variation can be eliminated. Even when a large impact is applied from the outside, the external force is absorbed by the impact absorbing portion, and the pressure on the unit cell accommodated in the accommodating portion can be reduced. Therefore, it becomes possible to prevent the deformation of the unit cell.
(実施の形態2)
図6は、本発明の他の実施形態における電池モジュールにおいて、上記の素電池1をホルダ21に収容した状態の(a)斜視図、及び(b)上面図である。また、図7は、図6のホルダ21の一部を構成する連結部材27の斜視図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a (a) perspective view and (b) top view of the battery module according to another embodiment of the present invention in a state in which the unit cell 1 is accommodated in the holder 21. FIG. 7 is a perspective view of a connecting member 27 constituting a part of the holder 21 of FIG.
図6のホルダ21は、複数個の中空筒状のパイプホルダ25を、連結部材27を介し、互いに集合、固着して構成されている。また、それぞれのパイプホルダ25の収容部26には、素電池1が収容されている。 The holder 21 in FIG. 6 is configured by assembling and fixing a plurality of hollow cylindrical pipe holders 25 to each other via a connecting member 27. The unit cells 1 are accommodated in the accommodating portions 26 of the respective pipe holders 25.
より具体的には、パイプホルダ25は、図6(b)に示すように、図の左右方向(X−X方向)に沿って複数(この実施形態では、5個)が一列状に並べられて配置される。また、そのようにして形成された列が複数(この実施形態では3つ)、X−X方向と直交する方向(Y−Y方向)に並べられ、配置される。 More specifically, as shown in FIG. 6B, a plurality of pipe holders 25 (5 in this embodiment) are arranged in a line along the horizontal direction (XX direction) in the drawing. Arranged. In addition, a plurality (three in this embodiment) of rows formed in this manner are arranged and arranged in a direction (YY direction) orthogonal to the XX direction.
ここで、本実施形態に係るホルダ21には、図6に示すように、近接するパイプホルダ25間に、空洞部27cを有する連結部材27が備えられている。より具体的には、図6(b)において、パイプホルダ25Aの収容部26Aと、その収容部26Aの最も近くに配置される収容部26B、収容部26C、及び収容部26Dとの間には、中空筒状の連結部材27が配置されている。連結部材27は、それぞれのパイプホルダ25A、25B、25C、25Dの外周面に沿う曲面を有し、この曲面とパイプホルダ25A、25B、25C、25Dの外周面が、固着され連結されることで、ホルダ21が構成される。 Here, the holder 21 according to the present embodiment is provided with a connecting member 27 having a hollow portion 27c between adjacent pipe holders 25, as shown in FIG. More specifically, in FIG. 6B, between the accommodating portion 26A of the pipe holder 25A and the accommodating portion 26B, the accommodating portion 26C, and the accommodating portion 26D arranged closest to the accommodating portion 26A. A hollow cylindrical connecting member 27 is arranged. The connecting member 27 has a curved surface along the outer peripheral surface of each pipe holder 25A, 25B, 25C, 25D, and this curved surface and the outer peripheral surface of the pipe holder 25A, 25B, 25C, 25D are fixed and connected. The holder 21 is configured.
このようなホルダの構成によっても、外部からパイプホルダ25Aに大きな衝撃が加えられた場合、パイプホルダ25Aは、パイプホルダ25B、25C、25Dに近接するように連結部材27の空洞部27cを押し潰して移動する。したがって、各収容部に収容されている素電池1への押圧が緩和され、素電池1の変形を防ぐことができる。 Even with such a holder configuration, when a large impact is applied to the pipe holder 25A from the outside, the pipe holder 25A crushes the cavity 27c of the connecting member 27 so as to be close to the pipe holders 25B, 25C, and 25D. Move. Therefore, the pressure to the unit cell 1 accommodated in each accommodation part is relieved, and the deformation | transformation of the unit cell 1 can be prevented.
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態においては、円筒形電池の例を示したが、これに限定されず、例えば角形電池等にも適用し得る。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and of course various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, an example of a cylindrical battery has been described.
本発明は、自動車、電動バイク又は電動遊具等の駆動用電源として有用である。 The present invention is useful as a power source for driving automobiles, electric motorcycles, electric playground equipment and the like.
1 素電池
3 電池ケース
4 開口部
5 ガスケット
7 封口板
7a 開放部
11 正極板
11L 正極リード
13 負極板
13L 負極リード
15 セパレータ
21 ホルダ
25、25A、25B、25C、25D パイプホルダ
26、26A、26B、26C、26D 収容部
27 連結部材
27c 空洞部
27h 貫通孔
31 正極スペーサ
32 正極集電板
41 負極スペーサ
42 負極集電板
100 電池モジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Unit cell 3 Battery case 4 Opening part 5 Gasket 7 Sealing plate 7a Opening part 11 Positive electrode plate 11L Positive electrode lead 13 Negative electrode plate 13L Negative electrode lead 15 Separator 21 Holder 25, 25A, 25B, 25C, 25D Pipe holder 26, 26A, 26B, 26C, 26D Accommodating portion 27 Connecting member 27c Cavity portion 27h Through hole 31 Positive electrode spacer 32 Positive electrode current collector plate 41 Negative electrode spacer 42 Negative electrode current collector plate 100 Battery module
Claims (10)
前記ホルダは、前記複数の素電池を収容する筒状の収容部を有し、
前記収容部と当該収容部の最も近くに配置される少なくとも1つの収容部との間には、衝撃吸収部が備えられていることを特徴とする電池モジュール。 A battery module in which a plurality of unit cells are arranged and accommodated in a holder,
The holder has a cylindrical accommodating portion that accommodates the plurality of unit cells,
A battery module, wherein an impact absorbing portion is provided between the housing portion and at least one housing portion disposed closest to the housing portion.
前記連結部材に、衝撃吸収部が備えられていることを特徴とする請求項2に記載の電池モジュール。 The holder is configured by arranging a connecting member between the pipe holder and a pipe holder arranged closest to the pipe holder,
The battery module according to claim 2, wherein the connecting member includes an impact absorbing portion.
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