JP2014026870A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流入路に供給された冷却媒体が間隙を介して排出路へ流通することで複数の二次電池の温度調節が行われる電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack in which the temperature of a plurality of secondary batteries is adjusted by circulating a cooling medium supplied to an inflow path to a discharge path through a gap.
車両に搭載される二次電池は、使用時に規定温度に保たれることにより寿命低下を抑えることができる。例えば、特許文献１では、二次電池（バッテリパック）の温度調節が行われている。 A secondary battery mounted on a vehicle can suppress a decrease in life by being maintained at a specified temperature during use. For example, in Patent Document 1, the temperature of a secondary battery (battery pack) is adjusted.
特許文献１に記載のバッテリパックは、複数のバッテリセルを直列接続してなるバッテリモジュールを複数並設した第１のバッテリユニット及び第２のバッテリユニットを備える。隣り合うバッテリセル同士の間には、間隙が形成されており、バッテリセル同士の間を冷却空気が流通するようになっている。また、第１のバッテリユニットと第２のバッテリユニットとが、所定の間隔を空けて配設されることで、第１のバッテリユニットと第２のバッテリユニットとの間に、各間隙と連通するチャンバ部が形成されている。また、バッテリパックには、チャンバ部に冷却空気を送風する冷却ファンが設けられている。チャンバ部において、冷却空気の流通方向における最下流部には、サービスプラグが設けられている。 The battery pack described in Patent Document 1 includes a first battery unit and a second battery unit in which a plurality of battery modules formed by connecting a plurality of battery cells in series are arranged in parallel. A gap is formed between adjacent battery cells so that cooling air flows between the battery cells. In addition, the first battery unit and the second battery unit are arranged at a predetermined interval so that the gaps communicate with each other between the first battery unit and the second battery unit. A chamber portion is formed. Further, the battery pack is provided with a cooling fan for blowing cooling air to the chamber portion. In the chamber part, a service plug is provided at the most downstream part in the flow direction of the cooling air.
そして、冷却ファンが駆動することで、チャンバ部に冷却空気が流通し、チャンバ部を流通する冷却空気が、間隙に流入することで、各バッテリセルの冷却が行われる。チャンバ部において、圧力が最も高くなる冷却空気の流通方向における最下流部にサービスプラグを設けることで、この部分の圧力が高くなることを抑制している。この結果、チャンバ部における圧力の不均一さが抑制されることにより、間隙に流入する冷却空気の不均一さも解消され、バッテリセル間の温度差が小さくなる。 Then, when the cooling fan is driven, the cooling air flows through the chamber portion, and the cooling air flowing through the chamber portion flows into the gap, thereby cooling each battery cell. In the chamber part, the service plug is provided in the most downstream part in the flow direction of the cooling air in which the pressure becomes highest, thereby suppressing the pressure in this part from increasing. As a result, the pressure non-uniformity in the chamber portion is suppressed, so that the non-uniformity of the cooling air flowing into the gap is also eliminated, and the temperature difference between the battery cells is reduced.
ところで、複数の二次電池により構成される電池パックは、その搭載性（二次電池の搭載密度）を高めることが望まれているとともに、電池パックに収容される複数の二次電池間での寿命の偏りを防ぐために使用時における複数の二次電池間の温度調節の偏りを抑えることが望まれている。 By the way, a battery pack composed of a plurality of secondary batteries is desired to increase its mountability (mounting density of secondary batteries), and between a plurality of secondary batteries accommodated in the battery pack. In order to prevent uneven life, it is desired to suppress uneven temperature control among a plurality of secondary batteries during use.
本発明の目的は、搭載性を高めることができるとともに、電池パックに収容される複数の二次電池間での温度調節の偏りを抑えることができる電池パックを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a battery pack that can improve mountability and can suppress temperature control bias among a plurality of secondary batteries housed in the battery pack.
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ケースと、前記ケースに収容され、互いに所定の間隙をもって近接配置又は積層配置される複数の二次電池と、前記ケース内部において、前記ケースの内面及び前記複数の二次電池の前記内面と対向する一面との間に形成される冷却媒体が流入する流入路と、前記複数の二次電池を挟んで前記流入路と反対側に設けられる排出路と、を備え、前記流入路に供給された冷却媒体が前記間隙を介して前記排出路へ流通することで前記複数の二次電池の温度調節が行われる電池パックであって、前記ケース内部の前記流入路と前記排出路との間における前記二次電池が配置されない収容部には、前記複数の二次電池と並んで電池制御機器が設けられ、前記収容部に配置される電池制御機器は、前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する連通防止部を備えることを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a case, a plurality of secondary batteries housed in the case and arranged close to each other or stacked with a predetermined gap, and inside the case, Provided on the opposite side of the inflow path between the inflow path for cooling medium formed between the inner surface of the case and the one surface facing the inner surface of the plurality of secondary batteries, and sandwiching the plurality of secondary batteries A discharge pack, wherein the cooling medium supplied to the inflow passage is circulated to the discharge passage through the gap so that the temperature of the plurality of secondary batteries is adjusted. A battery in which the secondary battery is not disposed between the inflow path and the discharge path inside the case is provided with a battery control device along with the plurality of secondary batteries, and the battery is disposed in the housing section. Control equipment is And summarized in that comprises a communicating prevention portion with the one surface of the secondary battery facing the inlet passage.
これによれば、流入路に供給される冷却媒体が、各二次電池の間隙を流れるよりも優先的に電池制御機器が収容される収容部を介して排出路へ流れることが連通防止部により防止される。このため、ケースの内面と二次電池の一面と電池制御機器とで構成される流入路において、冷却媒体の圧力を流入路全体で均一に上昇させることができるとともに、排出路に向けて各間隙に均一に冷却媒体を流通させることができる。したがって、複数の二次電池の間隙間で、流入路から各間隙へ流れる冷却媒体の流量に偏りが生じにくく、電池パックに収容される複数の二次電池間での温度調節の偏りを抑えることができる。また、電池制御機器をケース内部の収容部にモジュール電池と並べて設けることで、電池制御機器をケース外に設ける場合と比べると、電池パックが小型化され、搭載性を向上させることができる。 According to this, the communication preventive unit causes the cooling medium supplied to the inflow path to flow to the discharge path preferentially through the accommodating portion in which the battery control device is accommodated rather than flowing through the gap between the secondary batteries. Is prevented. For this reason, in the inflow path constituted by the inner surface of the case, the one surface of the secondary battery, and the battery control device, the pressure of the cooling medium can be uniformly increased over the entire inflow path, and each gap is directed toward the discharge path. It is possible to distribute the cooling medium uniformly. Therefore, it is difficult for the flow rate of the cooling medium flowing from the inflow path to each gap in the gaps between the plurality of secondary batteries to be biased, and the temperature control bias among the plurality of secondary batteries housed in the battery pack is suppressed. Can do. In addition, by providing the battery control device alongside the module battery in the housing portion inside the case, the battery pack can be downsized and the mountability can be improved as compared with the case where the battery control device is provided outside the case.
また、前記電池制御機器は、前記二次電池の監視を行う電池監視基板を備え、前記電池監視基板が前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する前記連通防止部を構成してもよい。 The battery control device may include a battery monitoring board that monitors the secondary battery, and the battery monitoring board constitutes the communication prevention unit that faces the inflow path together with the one surface of the secondary battery. Good.
これによれば、電池制御機器が備える電池監視基板を、連通防止部として兼用することができ、部品点数を増加させることなく流入路を形成することができる。
また、前記電池制御機器は、前記電池制御機器が収容される収容ケースを備え、前記収容ケースの一側面が前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する前記連通防止部を構成してもよい。
According to this, the battery monitoring board provided in the battery control device can also be used as the communication preventing unit, and the inflow path can be formed without increasing the number of parts.
Further, the battery control device includes a storage case in which the battery control device is stored, and one side surface of the storage case constitutes the communication prevention unit that faces the inflow path together with the one surface of the secondary battery. Also good.
これによれば、電池制御機器が収容される収容ケースを、連通防止部として兼用することができ、部品点数を増加させることなく流入路を形成することができる。
また、前記収容部に配置される前記電池制御機器は、前記連通防止部が前記二次電池の前記一面と略面一となるように配置されていてもよい。
According to this, the accommodation case in which the battery control device is accommodated can also be used as the communication prevention unit, and the inflow path can be formed without increasing the number of parts.
Further, the battery control device disposed in the housing portion may be disposed such that the communication preventing portion is substantially flush with the one surface of the secondary battery.
これによれば、流入路に供給される冷却媒体の圧力を、流入口に近い側と遠い側とで均一にすることができる。
また、前記複数の二次電池はそれぞれ前記一面に端子を有していてもよい。
According to this, the pressure of the cooling medium supplied to the inflow path can be made uniform on the side closer to the inlet and the side farther from the inlet.
The plurality of secondary batteries may each have a terminal on the one surface.
これによれば、全ての二次電池において端子を均一に温度調節することができる。例えば、二次電池の放電時には、端子が最も温度が上昇する部分となる。そして、最も温度が上昇する部分である端子を均等に冷却することで、複数の二次電池間での温度調節の偏りを更に抑えることができる。 According to this, the temperature of the terminals can be uniformly adjusted in all the secondary batteries. For example, when the secondary battery is discharged, the terminal is the portion where the temperature rises most. And the bias of the temperature control between several secondary batteries can further be suppressed by cooling the terminal which is a part where temperature rises most evenly.
本発明によれば、搭載性を高めることができるとともに、電池パックに収容される複数の二次電池間での温度調節の偏りを抑えることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to improve mounting property, the bias | inclination of the temperature control between the some secondary batteries accommodated in a battery pack can be suppressed.
以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図４にしたがって説明する。
図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、電池パック１０のケース１１には、複数の二次電池としてのモジュール電池２１，２６が収容されている。ケース１１は、矩形板状をなす底板１２と、この底板１２の対向する一対の辺から立設された第１側壁１３，１４と、底板１２において第１側壁１３，１４が立設された辺と交わる一対の辺から立設された第２側壁１５，１６と、底板１２と対向する天板１７と、から四角箱状に形成されている。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B, the case 11 of the battery pack 10 houses a plurality of module batteries 21 and 26 as secondary batteries. The case 11 includes a bottom plate 12 having a rectangular plate shape, first side walls 13 and 14 erected from a pair of opposite sides of the bottom plate 12, and sides where the first side walls 13 and 14 are erected on the bottom plate 12. Is formed in a square box shape from the second side walls 15 and 16 erected from a pair of sides intersecting with the bottom plate 12 and the top plate 17 facing the bottom plate 12.
図２（ｂ）に示すように、ケース１１の内部であって底板１２上には、複数の載置部材１８が固定されている。そして、載置部材１８上にモジュール電池２１が載置されるとともに、モジュール電池２１と底板１２との間には、冷却媒体（本実施形態では冷却風）が流通する第１間隙３１が区画されている。第１間隙３１は、対向する第１側壁１３，１４のうち、一方の第１側壁１３から他方の第１側壁１４に至るまで延びている。複数の載置部材１８は、対向する一対の第１側壁１３，１４の間に架設されている。本実施形態では、載置部材１８は、一対の第２側壁１５，１６の対向方向に一定間隔毎に４本固定されている。なお、載置部材１８上に載置されたモジュール電池２１を第１モジュール電池２１とする。 As shown in FIG. 2B, a plurality of mounting members 18 are fixed on the bottom plate 12 inside the case 11. The module battery 21 is placed on the placement member 18, and a first gap 31 through which a cooling medium (cooling air in the present embodiment) flows is defined between the module battery 21 and the bottom plate 12. ing. The first gap 31 extends from one first side wall 13 to the other first side wall 14 of the opposing first side walls 13 and 14. The plurality of placement members 18 are installed between a pair of opposed first side walls 13 and 14. In the present embodiment, four mounting members 18 are fixed at regular intervals in the facing direction of the pair of second side walls 15 and 16. The module battery 21 placed on the placement member 18 is referred to as a first module battery 21.
第１モジュール電池２１は、一対の第２側壁１５，１６の対向方向に３個近接配置されるとともに、それら３個のモジュール電池２１のうち、第２側壁１５，１６に隣り合う各モジュール電池２１には、一対のスペーサ２２が間隔をあけて載置されている。スペーサ２２上には、モジュール電池２６が支持され、底板１２と天板１７の対向方向にモジュール電池２６が積層配置されている。モジュール電池２６は、スペーサ２２によって所定の間隙をもってモジュール電池２１に積層配置されている。なお、スペーサ２２上に載置されたモジュール電池２６は、第１モジュール電池２１と同一のモジュール電池であるが、説明の便宜上、第２モジュール電池２６として説明を行う。そして、底板１２と天板１７の対向方向に並設されたモジュール電池２１，２６の間には、スペーサ２２によって冷却媒体が流通する間隙としての第２間隙３２が形成されている。各第２間隙３２は、対向する第１側壁１３，１４のうち、一方の第１側壁１３から他方の第１側壁１４に至るまで延びている。 Three first module batteries 21 are arranged close to each other in the opposing direction of the pair of second side walls 15, 16, and among the three module batteries 21, each module battery 21 adjacent to the second side walls 15, 16. A pair of spacers 22 are placed at intervals. On the spacer 22, a module battery 26 is supported, and the module batteries 26 are stacked in the facing direction of the bottom plate 12 and the top plate 17. The module battery 26 is stacked on the module battery 21 with a predetermined gap by the spacer 22. The module battery 26 placed on the spacer 22 is the same module battery as the first module battery 21, but will be described as the second module battery 26 for convenience of explanation. A second gap 32 as a gap through which the cooling medium flows is formed by the spacer 22 between the module batteries 21 and 26 arranged in parallel in the facing direction of the bottom plate 12 and the top plate 17. Each second gap 32 extends from one first side wall 13 to the other first side wall 14 among the first side walls 13 and 14 facing each other.
図２（ａ）に示すように、一方の第１側壁１３の内面と、この内面に対向するモジュール電池２１，２６の第１面２１ａ，２６ａ（一面）との間には、モジュール電池２１，２６の温度調節を行う冷却媒体が供給される流入路４１が形成されている。流入路４１は、対向する一対の第２側壁１５，１６のうち、一方の第２側壁１６から他方の第２側壁１５に至るまで延びている。また、第１面２１ａ，２６ａには、モジュール電池２１，２６の端子としての正極端子２３及び負極端子２４が突設され、第１面２１ａ，２６ａが流入路４１に面することで、正極端子２３及び負極端子２４は流入路４１に露出している。 As shown in FIG. 2A, between the inner surface of one first side wall 13 and the first surfaces 21a, 26a (one surface) of the module batteries 21, 26 facing the inner surface, the module batteries 21, An inflow path 41 to which a cooling medium for adjusting the temperature of 26 is supplied is formed. The inflow path 41 extends from one second side wall 16 to the other second side wall 15 of the pair of opposing second side walls 15 and 16. The first surfaces 21 a and 26 a are provided with a positive terminal 23 and a negative terminal 24 as terminals of the module batteries 21 and 26, and the first surfaces 21 a and 26 a face the inflow path 41. 23 and the negative electrode terminal 24 are exposed to the inflow path 41.
図２（ｂ）に示すように、ケース１１の外部であり、一方の第２側壁１６の外面には、流入路４１に冷却媒体（冷却風）を供給する送風機４２が固定されている。
三つの第１モジュール電池２１のうち、中央の第１モジュール電池２１と、二つの第２モジュール電池２６に囲まれる領域には、収容部Ｓが形成されており、この収容部Ｓには、モジュール電池２１，２６を制御する電池制御機器を収容する収容ケース５１が配設されている。具体的には、上記中央の第１モジュール電池２１上には、一対のスペーサ２２が間隔を空けて載置されるとともに、それらスペーサ２２上には、収容ケース５１が支持されている。
As shown in FIG. 2B, a blower 42 that supplies a cooling medium (cooling air) to the inflow passage 41 is fixed to the outer surface of the second side wall 16 outside the case 11.
Of the three first module batteries 21, a housing portion S is formed in a region surrounded by the central first module battery 21 and the two second module batteries 26, and the housing portion S includes a module. A housing case 51 for housing a battery control device that controls the batteries 21 and 26 is provided. Specifically, a pair of spacers 22 are placed on the first first module battery 21 with a space therebetween, and a storage case 51 is supported on the spacers 22.
図２（ａ）に示すように、他方の第１側壁１４の内面と、この内面に対向するモジュール電池２１，２６の第２面２１ｂ，２６ｂ及び第１側壁１４の内面に対向する収容ケース５１の第２面５１ｂとの間には、モジュール電池２１，２６の温度調節をした後の冷却媒体が排出される排出路４３が区画されている。したがって、排出路４３は、モジュール電池２１，２６を挟んで流入路４１と反対側に区画されている。この排出路４３は、対向する一対の第２側壁１５，１６のうち、一方の第２側壁１６から他方の第２側壁１５まで延びている。よって、収容部Ｓは、ケース１１内部の流入路４１と排出路４３との間におけるモジュール電池２１，２６が配置されない領域となっている。 As shown in FIG. 2A, the inner surface of the other first side wall 14, the second surfaces 21 b and 26 b of the module batteries 21 and 26 facing the inner surface, and the housing case 51 facing the inner surface of the first side wall 14. A discharge path 43 through which the cooling medium after the temperature adjustment of the module batteries 21 and 26 is discharged is defined between the second surface 51b and the second surface 51b. Therefore, the discharge path 43 is partitioned on the opposite side of the inflow path 41 with the module batteries 21 and 26 interposed therebetween. The discharge path 43 extends from one second side wall 16 to the other second side wall 15 of the pair of second side walls 15 and 16 facing each other. Therefore, the accommodating portion S is an area where the module batteries 21 and 26 are not disposed between the inflow path 41 and the discharge path 43 inside the case 11.
図３に示すように、収容ケース５１には、電池監視基板５２、電池ＥＣＵ５３、サービスプラグ５４及びシステムメインリレー５５が収容されている。収容ケース５１は、モジュール電池２１，２６と同じ大きさに形成されている。そして、収容ケース５１によって収容部Ｓを介した流入路４１と排出路４３の連通が防止されている。 As shown in FIG. 3, the housing case 51 houses a battery monitoring board 52, a battery ECU 53, a service plug 54, and a system main relay 55. The housing case 51 is formed in the same size as the module batteries 21 and 26. The accommodation case 51 prevents communication between the inflow passage 41 and the discharge passage 43 via the accommodation portion S.
図２（ｂ）に示すように、中央の第１モジュール電池２１と、スペーサ２２を介して支持された収容ケース５１の間には、冷却媒体が流通する第３間隙３３が区画されている。第３間隙３３は、対向する第１側壁１３，１４のうち、一方の第１側壁１３から他方の第１側壁１４に至るまで延びている。更に、収容ケース５１において第１側壁１３と対向する第１面５１ａは、モジュール電池２１，２６の第１面２１ａ，２６ａと略面一となっている。したがって、第１モジュール電池２１の第１面２１ａ、第２モジュール電池２６の第１面２６ａ及び収容ケース５１の一側面である第１面５１ａは、全て流入路４１に面している。すなわち、流入路４１は、第１側壁１３の内面（ケース１１の内面）と、モジュール電池２１，２６の第１面２１ａ，２６ａと、収容ケース５１の一側面である第１面５１ａ（連通防止部）と底板１２の内面（ケース１１の内面）とによって区画されている。収容ケース５１の第１面５１ａは、モジュール電池２１，２６の第１面２１ａ，２６ａとともに流入路４１を区画している。そして、収容ケース５１の第１面５１ａは、モジュール電池２１，２６の第１面２１ａ，２６ａとともに流入路４１に面することで、収容部Ｓを介した流入路４１と排出路４３との連通を防止する連通防止部として機能している。 As shown in FIG. 2B, a third gap 33 through which the cooling medium flows is defined between the central first module battery 21 and the housing case 51 supported via the spacer 22. The third gap 33 extends from one first side wall 13 to the other first side wall 14 of the first side walls 13 and 14 facing each other. Further, the first surface 51 a facing the first side wall 13 in the housing case 51 is substantially flush with the first surfaces 21 a and 26 a of the module batteries 21 and 26. Therefore, the first surface 21 a of the first module battery 21, the first surface 26 a of the second module battery 26, and the first surface 51 a that is one side surface of the housing case 51 all face the inflow path 41. That is, the inflow channel 41 includes the inner surface of the first side wall 13 (the inner surface of the case 11), the first surfaces 21 a and 26 a of the module batteries 21 and 26, and the first surface 51 a that is one side surface of the housing case 51. Part) and the inner surface of the bottom plate 12 (the inner surface of the case 11). The first surface 51 a of the housing case 51 defines the inflow path 41 together with the first surfaces 21 a and 26 a of the module batteries 21 and 26. And the 1st surface 51a of the storage case 51 faces the inflow path 41 with the 1st surfaces 21a and 26a of the module batteries 21 and 26, and the communication of the inflow path 41 and the discharge path 43 via the accommodating part S is carried out. It functions as a communication prevention part that prevents
天板１７と、天板１７と対向する第２モジュール電池２６の上面及び収容ケース５１の上面との間には、冷却媒体が流通する第４間隙３４が区画されている。第４間隙３４は、対向する第１側壁１３，１４のうち、一方の第１側壁１３から他方の第１側壁１４に至るまで延びている。 A fourth gap 34 through which the cooling medium flows is defined between the top plate 17, the upper surface of the second module battery 26 facing the top plate 17, and the upper surface of the housing case 51. The fourth gap 34 extends from one first side wall 13 to the other first side wall 14 of the opposed first side walls 13 and 14.
各間隙３１〜３４は、流入路４１及び排出路４３と連通している。また、第１モジュール電池２１は、第１間隙３１，第２間隙３２及び第３間隙３３に側面が面するとともに、第２モジュール電池２６は、第２間隙３２及び第４間隙３４に側面が面している。各間隙３１〜３４での冷却媒体の流通方向に直交する方向の断面積は、同一となっている。また、流入路４１において、流入路４１への冷却媒体の供給方向に直交する方向の断面積は、各間隙３１〜３４への冷却媒体の供給方向の断面積の総和に比べて大きくなっている。 The gaps 31 to 34 communicate with the inflow path 41 and the discharge path 43. The first module battery 21 has side surfaces facing the first gap 31, the second gap 32, and the third gap 33, and the second module battery 26 has side surfaces facing the second gap 32 and the fourth gap 34. doing. The cross-sectional areas in the direction orthogonal to the flow direction of the cooling medium in the gaps 31 to 34 are the same. Further, in the inflow channel 41, the cross-sectional area in the direction perpendicular to the supply direction of the cooling medium to the inflow channel 41 is larger than the sum of the cross-sectional areas in the supply direction of the cooling medium to the gaps 31 to 34. .
次に、電池パック１０の電気的構成について説明する。
図４に示すように、各モジュール電池２１，２６（図では１個のみ図示）は、複数の電池セル２５を直列接続又は並列接続することで構成されている。そして、電池セル２５には、電圧計５６が設けられている。電圧計５６は、電圧が変動する箇所毎に設けられる。例えば、電池セル２５が直列接続されている場合には、各電池セル２５に電圧計５６が設けられている。電圧計５６は、電池監視基板５２に接続されており、電池セル２５の電圧を電池監視基板５２に出力する。
Next, the electrical configuration of the battery pack 10 will be described.
As shown in FIG. 4, each of the module batteries 21 and 26 (only one is shown in the figure) is configured by connecting a plurality of battery cells 25 in series or in parallel. The battery cell 25 is provided with a voltmeter 56. The voltmeter 56 is provided for each location where the voltage varies. For example, when the battery cells 25 are connected in series, a voltmeter 56 is provided for each battery cell 25. The voltmeter 56 is connected to the battery monitoring board 52 and outputs the voltage of the battery cell 25 to the battery monitoring board 52.
各モジュール電池２１，２６において一つの電池セル２５には、電池セル２５の温度を計測する温度センサ５７が設けられている。温度センサ５７は、電池セル２５の温度を計測して電池監視基板５２に出力する。 In each module battery 21, 26, one battery cell 25 is provided with a temperature sensor 57 that measures the temperature of the battery cell 25. The temperature sensor 57 measures the temperature of the battery cell 25 and outputs it to the battery monitoring board 52.
図１に示すように、収容ケース５１の第１面５１ａには、電圧計５６及び温度センサ５７が接続されるコネクタ５９，６０が設けられており、電圧計５６及び温度センサ５７は、コネクタ５９，６０を介して電池監視基板５２に接続されている。 As shown in FIG. 1, connectors 59, 60 to which a voltmeter 56 and a temperature sensor 57 are connected are provided on the first surface 51 a of the housing case 51, and the voltmeter 56 and the temperature sensor 57 are connected to the connector 59. , 60 to the battery monitoring board 52.
図４に示すように、電池パック１０には、電流計５８が設けられており、直列接続されたモジュール電池２１，２６の電流を計測する。電流計５８は、電池ＥＣＵ５３に接続されており、モジュール電池２１，２６の電流を電池ＥＣＵ５３に出力する。 As shown in FIG. 4, the battery pack 10 is provided with an ammeter 58 and measures the current of the module batteries 21 and 26 connected in series. The ammeter 58 is connected to the battery ECU 53 and outputs the current of the module batteries 21 and 26 to the battery ECU 53.
電池監視基板５２は、温度センサ５７から出力された電池セル２５の温度と、電圧計５６から出力された電圧を電池ＥＣＵ５３に出力する。そして、電池ＥＣＵ５３は、入力された電池セル２５の温度及び電圧に加え、モジュール電池２１，２６の電流に基づいてモジュール電池２１，２６の制御を行う。 The battery monitoring board 52 outputs the temperature of the battery cell 25 output from the temperature sensor 57 and the voltage output from the voltmeter 56 to the battery ECU 53. The battery ECU 53 controls the module batteries 21 and 26 based on the currents of the module batteries 21 and 26 in addition to the input temperature and voltage of the battery cell 25.
各モジュール電池２１，２６は、サービスプラグ５４、システムメインリレー５５を介して図示しない負荷（例えば、モータなど）に直列接続されている。サービスプラグ５４は、直列接続された各モジュール電池２１，２６の接続を、分断するように設けられ、作業時などに引き抜かれることで、作業の安全性を確保する。 Each module battery 21, 26 is connected in series to a load (for example, a motor or the like) (not shown) via a service plug 54 and a system main relay 55. The service plug 54 is provided so as to divide the connection of the module batteries 21 and 26 connected in series, and is pulled out at the time of work or the like to ensure work safety.
システムメインリレー５５は、モジュール電池２１，２６と負荷との接続を切り替えることで、負荷への通電を制御している。
そして、モジュール電池２１，２６は、電池ＥＣＵ５３、サービスプラグ５４、システムメインリレー５５によって制御され、これらがモジュール電池２１，２６の制御を行う電池制御機器として機能している。そして、これらの電池制御機器は、電池監視基板５２に接続されている。したがって、電池監視基板５２も電池制御機器として機能している。また、これらの電池制御機器が収容される収容ケース５１も電池制御機器の一部を構成しているといえる。
The system main relay 55 controls energization to the load by switching the connection between the module batteries 21 and 26 and the load.
The module batteries 21 and 26 are controlled by the battery ECU 53, the service plug 54, and the system main relay 55, and these function as battery control devices that control the module batteries 21 and 26. These battery control devices are connected to the battery monitoring board 52. Therefore, the battery monitoring board 52 also functions as a battery control device. In addition, it can be said that the housing case 51 in which these battery control devices are housed also constitutes a part of the battery control device.
次に、本実施形態の電池パック１０の作用について説明する。
電池パック１０において、モジュール電池２１，２６の温度調節を行うときには、送風機４２から流入路４１に冷却媒体（冷却風）が供給される。送風機４２から冷却媒体が供給されると、流入路４１全体の圧力が均一に上昇し、各間隙３１〜３４に冷却媒体が流入する。このとき、電池制御機器の設置スペースである収容部Ｓには、収容ケース５１が配設され、収容ケース５１の第１面５１ａがモジュール電池２１，２６の第１面２１ａ，２６ａとともに流入路４１に面することで、収容ケース５１の第１面５１ａが連通防止部として機能し、収容部Ｓへの冷却媒体の流入は防止されている。このため、冷却媒体が間隙３１〜３４を流れるよりも優先的に収容部Ｓに流れることが防止される。そして、各間隙３１〜３４を流通する冷却媒体は、モジュール電池２１，２６の冷却を行い、排出路４３に排出される。
Next, the operation of the battery pack 10 of this embodiment will be described.
In the battery pack 10, when adjusting the temperature of the module batteries 21 and 26, a cooling medium (cooling air) is supplied from the blower 42 to the inflow path 41. When the cooling medium is supplied from the blower 42, the pressure in the entire inflow path 41 rises uniformly, and the cooling medium flows into the gaps 31 to 34. At this time, a housing case 51 is disposed in the housing portion S, which is an installation space for the battery control device, and the first surface 51a of the housing case 51 together with the first surfaces 21a and 26a of the module batteries 21 and 26 has an inflow path 41. The first surface 51a of the housing case 51 functions as a communication preventing portion, and the inflow of the cooling medium into the housing portion S is prevented. For this reason, it is prevented that a cooling medium flows into the accommodating part S preferentially rather than flowing through the gaps 31-34. The cooling medium flowing through the gaps 31 to 34 cools the module batteries 21 and 26 and is discharged to the discharge path 43.
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電池制御機器の設置スペースである収容部Ｓに配置された収容ケース５１の第１面５１ａは、モジュール電池２１，２６の第１面２１ａ，２６ａとともに流入路４１に面する連通防止部として機能している。よって、流入路４１に供給される冷却媒体が、各モジュール電池２１，２６の間隙３１〜３４を流れるよりも優先的に収容部Ｓを介して排出路４３へ流れることが収容ケース５１の第１面５１ａによって防止される。このため、流入路４１全体で、冷却媒体の圧力を均一に上昇させることができるとともに、排出路４３に向けて各間隙３１〜３４に均一に冷却媒体を流通させることができる。したがって、複数のモジュール電池２１，２６間で、流入路４１から各間隙３１〜３４へ流れる冷却媒体の流量に偏りが生じにくく、電池パック１０に収容される複数のモジュール電池２１，２６間での温度調節の偏りを抑えることができる。また、電池制御機器をケース１１内部の収容部Ｓにモジュール電池２１，２６と並べて設けることで、電池制御機器をケース１１外に設ける場合と比べると、電池パック１０が小型化され、搭載性を向上させることができる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The first surface 51a of the housing case 51 disposed in the housing portion S, which is a space for installing the battery control device, is a communication preventing portion that faces the inflow path 41 together with the first surfaces 21a and 26a of the module batteries 21 and 26. Is functioning as Therefore, the cooling medium supplied to the inflow passage 41 flows preferentially to the discharge passage 43 via the housing portion S rather than flowing through the gaps 31 to 34 of the module batteries 21 and 26. It is prevented by the surface 51a. For this reason, the pressure of the cooling medium can be uniformly increased in the entire inflow path 41, and the cooling medium can be uniformly distributed in the gaps 31 to 34 toward the discharge path 43. Accordingly, the flow rate of the cooling medium flowing from the inflow path 41 to the gaps 31 to 34 is not easily biased between the plurality of module batteries 21 and 26, and the plurality of module batteries 21 and 26 accommodated in the battery pack 10 is not biased. Uneven temperature control can be suppressed. Further, by providing the battery control device side by side with the module batteries 21 and 26 in the housing portion S inside the case 11, the battery pack 10 can be downsized and mounted more easily than when the battery control device is provided outside the case 11. Can be improved.
（２）収容ケース５１の第１面５１ａを連通防止部として機能させている。したがって、電池制御機器が収容される収容ケース５１を、連通防止部として兼用することができ、部品点数を増加させることなく流入路４１を形成することができる。 (2) The 1st surface 51a of the storage case 51 is functioning as a communication prevention part. Therefore, the housing case 51 in which the battery control device is housed can also be used as a communication preventing unit, and the inflow path 41 can be formed without increasing the number of parts.
（３）収容ケース５１において、第１側壁１３と対向する第１面５１ａは第１モジュール電池２１及び第２モジュール電池２６の第１面２１ａ，２６ａと略面一となっている。したがって、流入路４１に供給される冷却媒体の圧力を、流入口（送風機４２）に近い側と遠い側とで均一にすることができる。 (3) In the housing case 51, the first surface 51 a facing the first side wall 13 is substantially flush with the first surfaces 21 a and 26 a of the first module battery 21 and the second module battery 26. Therefore, the pressure of the cooling medium supplied to the inflow path 41 can be made uniform on the side close to the inlet (blower 42) and the side far from the inlet (blower 42).
（４）正極端子２３及び負極端子２４が設けられる第１面２１ａ，２６ａは、流入路４１に面している。したがって全てのモジュール電池２１，２６において正極端子２３及び負極端子２４を均一に温度調節することができる。例えば、モジュール電池２１，２６の放電時には、正極端子２３及び負極端子２４が最も温度が上昇する部分となる。そして、最も温度が上昇する部分である正極端子２３及び負極端子２４を均等に冷却することで、複数のモジュール電池２１，２６間での温度調節の偏りを更に抑えることができる。 (4) The first surfaces 21 a and 26 a on which the positive electrode terminal 23 and the negative electrode terminal 24 are provided face the inflow path 41. Accordingly, the temperature of the positive terminal 23 and the negative terminal 24 can be uniformly adjusted in all the module batteries 21 and 26. For example, when the module batteries 21 and 26 are discharged, the positive electrode terminal 23 and the negative electrode terminal 24 are portions where the temperature rises most. Further, by uniformly cooling the positive electrode terminal 23 and the negative electrode terminal 24, which are the portions where the temperature rises most, it is possible to further suppress the temperature adjustment bias among the plurality of module batteries 21 and 26.
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図５に示すように、ケース１１内で収容ケース５１を配設する場所は、収容ケース５１の第１面５１ａによって流入路４１を区画できればどこであってもよい。
In addition, you may change embodiment as follows.
As shown in FIG. 5, the accommodation case 51 may be disposed anywhere in the case 11 as long as the inflow path 41 can be partitioned by the first surface 51 a of the accommodation case 51.
○ 実施形態において、二次電池として複数の電池セル２５を接続してなるモジュール電池２１，２６を採用したが、二次電池としてセル電池（単一の電池セル２５）を採用してもよい。 In embodiment, the module batteries 21 and 26 which connect the some battery cell 25 as a secondary battery were employ | adopted, However, You may employ | adopt a cell battery (single battery cell 25) as a secondary battery.
○ 収容ケース５１及びモジュール電池２１，２６によって流入路４１を区画したが、収容ケース５１を設けずに、電池監視基板５２をモジュール電池２１，２６と並べて配置して、電池監視基板５２とモジュール電池２１，２６によって流入路４１を区画してもよい。この場合、電池監視基板５２が連通防止部として機能する。この場合、電池監視基板５２を、流入路４１を形成するための部材として兼用することができ、部品点数を増加させることなく流入路４１を形成することができる。 The inflow channel 41 is partitioned by the housing case 51 and the module batteries 21 and 26, but without the housing case 51, the battery monitoring board 52 and the module batteries are arranged side by side with the module batteries 21 and 26. 21 and 26 may divide the inflow path 41. In this case, the battery monitoring board 52 functions as a communication preventing unit. In this case, the battery monitoring board 52 can also be used as a member for forming the inflow path 41, and the inflow path 41 can be formed without increasing the number of parts.
○ 電池ＥＣＵ５３や、サービスプラグ５４などの電池制御機器を連通防止部としてもよい。
○ 収容ケース５１の寸法をモジュール電池２１，２６と同一の寸法としたが、これに限られない。例えば、収容ケース５１を収容部Ｓの寸法よりも若干小さくしてもよい。
A battery control device such as the battery ECU 53 or the service plug 54 may be used as the communication preventing unit.
Although the dimensions of the housing case 51 are the same as those of the module batteries 21 and 26, the present invention is not limited to this. For example, the housing case 51 may be slightly smaller than the size of the housing portion S.
○ 収容ケース５１の内部に電池監視基板５２、サービスプラグ５４、システムメインリレー５５及び電池ＥＣＵ５３の全てを収容したが、これに限られない。例えば、電池監視基板５２のみを収容ケース５１に収容し、他の電池制御機器を収容ケース５１外に配設してもよい。すなわち、収容ケース５１には、少なくとも一つの電池制御機器が収容されていればよい。 O Although the battery monitoring board | substrate 52, the service plug 54, the system main relay 55, and battery ECU53 were accommodated in the inside of the storage case 51, it is not restricted to this. For example, only the battery monitoring board 52 may be housed in the housing case 51, and other battery control devices may be disposed outside the housing case 51. That is, it is only necessary that at least one battery control device is accommodated in the accommodation case 51.
○ 冷却媒体として、液状の冷却媒体を用いてもよい。
○ モジュール電池２１，２６の数は、増やしてもよいし、減らしてもよい。モジュール電池２１，２６の数を変更する場合、第１モジュール電池２１の数に合わせて載置部材１８の数も変更することが好ましい。
○ A liquid cooling medium may be used as the cooling medium.
The number of module batteries 21 and 26 may be increased or decreased. When changing the number of module batteries 21 and 26, it is preferable to change the number of mounting members 18 according to the number of first module batteries 21.
○ 電池制御機器として、他の機器を用いてもよい。
○ 第１モジュール電池２１と底板１２との間に、載置部材１８に代えてダクトを設けることで第１間隙３１を形成してもよい。同様に、第１モジュール電池２１と第２モジュール電池２６との間に、スペーサ２２に代えてダクトを設けることによって第２間隙３２を形成してもよい。同様に、第１モジュール電池２１と収容ケース５１の間に、スペーサ２２に代えてダクトを設けることで第３間隙３３を形成してもよい。また、流入路４１及び排出路４３をダクトで形成してもよい。
○ Other devices may be used as battery control devices.
The first gap 31 may be formed by providing a duct between the first module battery 21 and the bottom plate 12 instead of the mounting member 18. Similarly, the second gap 32 may be formed by providing a duct instead of the spacer 22 between the first module battery 21 and the second module battery 26. Similarly, the third gap 33 may be formed by providing a duct instead of the spacer 22 between the first module battery 21 and the housing case 51. Moreover, you may form the inflow path 41 and the discharge path 43 with a duct.
○ モジュール電池２１，２６において、底板１２と天板１７の対向方向に間隙３１〜３４を並設したが、第２側壁１５，１６の対向方向に間隙が形成されるようにモジュール電池２１，２６を設けてもよい。また、モジュール電池２１において、底板１２と天板１７の対向方向及び第２側壁１５，１６の対向方向の両方向に間隙を並設してもよい。 In the module batteries 21 and 26, the gaps 31 to 34 are arranged in parallel in the facing direction of the bottom plate 12 and the top plate 17, but the module batteries 21 and 26 are formed so that the gap is formed in the facing direction of the second side walls 15 and 16. May be provided. In the module battery 21, gaps may be provided in parallel in both the opposing direction of the bottom plate 12 and the top plate 17 and the opposing direction of the second side walls 15 and 16.
○ 収容ケース５１の第１面５１ａは、モジュール電池２１，２６の第１面２１ａ，２６ａと略面一となっていなくてもよい。
○ 電池パック１０に冷却媒体の温度調節（加熱又は冷却）を行う温度調節装置（例えば、熱電変換モジュール、冷却装置及びヒータ）などを設けてもよい。この場合、冷却媒体を加熱又は冷却することで、モジュール電池２１，２６に対する温度調節効率を向上させることができる。
The first surface 51a of the housing case 51 may not be substantially flush with the first surfaces 21a and 26a of the module batteries 21 and 26.
The battery pack 10 may be provided with a temperature adjustment device (for example, a thermoelectric conversion module, a cooling device, and a heater) that adjusts the temperature of the cooling medium (heating or cooling). In this case, the temperature control efficiency for the module batteries 21 and 26 can be improved by heating or cooling the cooling medium.
１０…電池パック、１１…ケース、２１，２６…モジュール電池、２３…端子としての正極端子、２４…端子としての負極端子、３１…第１間隙、３２…間隙としての第２間隙、３３…第３間隙、３４…第４間隙、４１…流入路、４３…排出路、５１…収容ケース、５１ａ…連通防止部としての第１面、５２…電池制御機器としての電池監視基板、５３…電池制御機器としての電池ＥＣＵ、５４…電池制御機器としてのサービスプラグ、５５…電池制御機器としてのシステムメインリレー。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Battery pack, 11 ... Case, 21, 26 ... Module battery, 23 ... Positive electrode terminal as a terminal, 24 ... Negative electrode terminal as a terminal, 31 ... 1st gap | interval, 32 ... 2nd gap | interval as a gap | interval, 33 ... 1st 3 ... 34 ... 4th gap, 41 ... Inflow passage, 43 ... Discharge passage, 51 ... Storage case, 51a ... First surface as communication preventing part, 52 ... Battery monitoring board as battery control device, 53 ... Battery control Battery ECU as device, 54... Service plug as battery control device, 55... System main relay as battery control device.
Claims (5)
前記ケースに収容され、互いに所定の間隙をもって近接配置又は積層配置される複数の二次電池と、
前記ケース内部において、前記ケースの内面及び前記複数の二次電池の前記内面と対向する一面との間に形成される冷却媒体が流入する流入路と、
前記複数の二次電池を挟んで前記流入路と反対側に設けられる排出路と、を備え、前記流入路に供給された冷却媒体が前記間隙を介して前記排出路へ流通することで前記複数の二次電池の温度調節が行われる電池パックであって、
前記ケース内部の前記流入路と前記排出路との間における前記二次電池が配置されない収容部には、前記複数の二次電池と並んで電池制御機器が設けられ、
前記収容部に配置される電池制御機器は、前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する連通防止部を備えることを特徴とする電池パック。 Case and
A plurality of secondary batteries housed in the case and arranged in proximity or stacked with a predetermined gap between each other;
In the case, an inflow path into which a cooling medium formed between the inner surface of the case and the one surface facing the inner surface of the plurality of secondary batteries flows,
A discharge path provided on the opposite side of the inflow path across the plurality of secondary batteries, and the cooling medium supplied to the inflow path is circulated to the discharge path through the gap. A battery pack in which the temperature of the secondary battery is adjusted,
In the housing portion where the secondary battery is not disposed between the inflow path and the discharge path inside the case, a battery control device is provided along with the plurality of secondary batteries,
The battery control device arranged in the housing part includes a communication preventing part that faces the inflow path together with the one surface of the secondary battery.
前記電池監視基板が前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する前記連通防止部を構成することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。 The battery control device includes a battery monitoring board that monitors the secondary battery,
2. The battery pack according to claim 1, wherein the battery monitoring board constitutes the communication prevention unit facing the inflow path together with the one surface of the secondary battery.
前記収容ケースの一側面が前記二次電池の前記一面とともに前記流入路に面する前記連通防止部を構成することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。 The battery control device includes a storage case in which the battery control device is stored,
2. The battery pack according to claim 1, wherein one side surface of the housing case constitutes the communication prevention unit facing the inflow path together with the one surface of the secondary battery.
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